KR20100122773A - Process for separating and purifying succinic acid from fermentation broth - Google Patents

Process for separating and purifying succinic acid from fermentation broth Download PDF

Info

Publication number
KR20100122773A
KR20100122773A KR1020090041841A KR20090041841A KR20100122773A KR 20100122773 A KR20100122773 A KR 20100122773A KR 1020090041841 A KR1020090041841 A KR 1020090041841A KR 20090041841 A KR20090041841 A KR 20090041841A KR 20100122773 A KR20100122773 A KR 20100122773A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
succinic acid
fermentation broth
succinate
acid
precipitate
Prior art date
Application number
KR1020090041841A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101051582B1 (en
Inventor
김도경
김종원
이무호
Original Assignee
삼성석유화학(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성석유화학(주) filed Critical 삼성석유화학(주)
Priority to KR1020090041841A priority Critical patent/KR101051582B1/en
Publication of KR20100122773A publication Critical patent/KR20100122773A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101051582B1 publication Critical patent/KR101051582B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P7/00Preparation of oxygen-containing organic compounds
    • C12P7/40Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carboxyl group including Peroxycarboxylic acids
    • C12P7/44Polycarboxylic acids
    • C12P7/46Dicarboxylic acids having four or less carbon atoms, e.g. fumaric acid, maleic acid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C51/00Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
    • C07C51/42Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C55/00Saturated compounds having more than one carboxyl group bound to acyclic carbon atoms
    • C07C55/02Dicarboxylic acids
    • C07C55/10Succinic acid

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method for purifying and isolating succinic acid from fermentation liquid using strain is provided to generate crystalline succinic acid and salt having high solubility. CONSTITUTION: A method for isolating and purifying succinic acid from fermentation liquid using a strain comprises: a step of adding base to fermentation liquid to generate precipitate containing succinic acid; and a step of adding hydrochloric acid solution, nictric acid solution or mixture solution to the precipitate to generation crystalline succinic acid. The method for purifying comprises a step of heating the fermentation liquid or supplying air or nitrogen to remove CO_3^2- contained in the fermentation liquid.

Description

발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정제하는 방법{PROCESS FOR SEPARATING AND PURIFYING SUCCINIC ACID FROM FERMENTATION BROTH}PROCESS FOR SEPARATING AND PURIFYING SUCCINIC ACID FROM FERMENTATION BROTH}

본 발명은 균주를 이용하여 숙신산이 제조된 발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정제하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth prepared with succinic acid using a strain.

최근 제한된 화석자원에 대한 의존도를 줄이고 재생 가능하며 지속적인 사용이 가능한 생물 자원을 이용한 친환경 화학 제품 개발에 대한 관심이 급증하고 있다. 화석 원료를 대체하는 생물 자원에서 유도될 수 있는 화합물 중 숙신산(succinic acid)은 C4 화합물의 플랫폼(platform)으로서, BDO(1,4-butanediol), THF(tetrahydrofuran), GBL(gamma-butyrolactone), NMP(n-methylpyrrolidone) 등과 같은 범용 제품의 생산을 위한 원료로 이용될 것으로 전망되고 있다. 아울러, 포도당으로부터 숙신산을 제조하는 공정은 이산화탄소 고정 발효로서 온실가스의 배출 감소에 관한 교토 협약에 대한 적극적인 대응 수단이 될 수 있다는 점에서 그 의미가 크다고 할 수 있다.Recently, interest in developing eco-friendly chemical products using biological resources that can reduce the dependence on limited fossil resources and use renewable and sustainable materials has been rapidly increasing. Among the compounds that can be derived from biological sources replacing fossil raw materials, succinic acid is the platform of C4 compounds, such as BDO (1,4-butanediol), THF (tetrahydrofuran), GBL (gamma-butyrolactone), It is expected to be used as a raw material for the production of general-purpose products such as n-methylpyrrolidone (NMP). In addition, the process of producing succinic acid from glucose is significant because it can be an active countermeasure to the Kyoto Convention on the reduction of greenhouse gas emissions through fixed carbon dioxide fermentation.

숙신산은 식품, 의약품 및 화장품 산업의 원료로 광범위하게 이용되어 왔다. 일반적으로 숙신산은 노르말 부탄(n-butane)으로부터 무수말레인산(maleic anhydride)을 거쳐 만들어졌다. 그러나, 숙신산은 이러한 석유화학 공정뿐만 아니라, 생물체의 주 대사 경로 중의 하나인 TCA(TriCarboxylic Acid Cycle) 회로의 대사 산물로서 발효를 통해 제조될 수 있다. Succinic acid has been widely used as a raw material in the food, pharmaceutical and cosmetic industries. Generally, succinic acid is made from normal butane (n-butane) via maleic anhydride. However, succinic acid can be prepared through fermentation as well as this petrochemical process, as a metabolite of the TriCarboxylic Acid Cycle (TCA) cycle, which is one of the main metabolic pathways of organisms.

다만, 균주를 이용하여 탄수화물을 발효시켜 형성된 발효액에는 원하는 목적물인 숙신산 이외에, 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산과 같은 기타 유기산, K+, NH4 +, Mg2 +, Na+ 등의 양이온, CO3 2 -, PO4 -, SO4 2 - 등의 음이온, 미반응 탄수화물, 아미노산과 함께 과량의 물이 포함되어 있다. 그러므로, 상기 발효액으로부터 고순도의 숙신산을 얻기 위해서는 상기 발효액으로부터 상술한 물질들을 효율적으로 제거할 필요가 있다. However, in the fermentation broth formed by fermenting carbohydrates using the strain, in addition to succinic acid, which is a desired product, other organic acids such as dermic acid, citric acid, oxal acetic acid, formic acid, acetic acid, and fumaric acid, K + , NH 4 + , Mg 2 + , Na + cation, such as, CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2 - is the anion with the unreacted carbohydrate, amino acid, such as containing a large amount of water. Therefore, in order to obtain high purity succinic acid from the fermentation broth, it is necessary to efficiently remove the above-mentioned substances from the fermentation broth.

그러나, 현재까지 당 업계에 알려진 공정에 따라 고순도의 숙신산을 분리·정제할 경우에는 많은 에너지가 필요하며, 전체 생산비용의 약 50 ~ 70 %를 차지하는 이러한 숙신산의 분리·정제 상의 고비용 때문에 생물학적 공정을 통한 숙신산의 제조 단가는 기존 석유화학 공정에 비해 월등히 높다.However, the separation and purification of high purity succinic acid according to the processes known to the art up to now requires a lot of energy, and due to the high cost of the separation and purification of succinic acid, which accounts for about 50 to 70% of the total production cost, The production cost of succinic acid is significantly higher than that of existing petrochemical processes.

현재까지 당 업계에 알려진 발효액으로부터 숙신산을 분리·정제 하는 방법으로 전기투석-결정화법, 이온교환수지-결정화법, 침전-결정화법 및 추출-결정화법 등이 있다.Separation and purification of succinic acid from fermentation broth known to the art to date include electrodialysis-crystallization, ion exchange resin-crystallization, precipitation-crystallization and extraction-crystallization.

전기투석-결정화법 또는 이온교환수지-결정화법은 이온교환막 또는 이온교환수지를 이용해서 발효액 중의 숙신산염을 숙신산으로 치환하는 공정; 및 상기 숙신산 수용액에서 물을 증발시켜 상대적으로 용해도가 낮은 숙신산을 선택적으로 분리 하는 공정을 포함하는 방법이다. 이러한 방법은 빠른 처리, 부산물의 비(非)생성 등의 장점을 가지고 있다. 그러나, 이용되는 이온교환막과 이온교환수지의 장비가 고가이고, 장기간 이용 시 이온교환막이나 이온교환수지가 오염되어 실효성이 떨어지며, 상업 생산 규모에 적용하였을 경우 운전상의 효율이 떨어지는 등의 문제를 갖고 있다. 게다가, 전기투석-결정화법 또는 이온교환수지-결정화법은 물 증발 공정에 따른 고에너지 및 고비용 문제로 인해서 상업화되지 못하고 있다.The electrodialysis-crystallization method or the ion exchange resin-crystallization method includes the steps of replacing succinate in the fermentation broth with succinic acid using an ion exchange membrane or an ion exchange resin; And selectively separating succinic acid having relatively low solubility by evaporating water in the aqueous succinic acid solution. This method has the advantages of rapid treatment and non-productive production. However, the ion exchange membrane and the ion exchange resin used are expensive, and the long term use of the ion exchange membrane and the ion exchange resin is contaminated, resulting in poor effectiveness, and when applied to a commercial production scale, there is a problem of low operational efficiency. . In addition, electrodialysis-crystallization or ion-exchange resin-crystallization has not been commercialized due to the high energy and high cost of water evaporation.

추출-결정화법은 추출용매를 이용하여 발효액 중에서 기타 유기산을 선택적으로 제거하는 공정; 및 기타 유기산이 제거된 발효액에서 물을 증발시켜 숙신산을 선택적으로 분리하는 공정을 포함하는 방법이다. 이 방법도 물 증발 공정에 따른 고에너지 및 고비용 문제를 갖고 있으며, 또한 추출 용매의 고비용, 유기용매의 재활용 문제, 유기용매의 낮은 선택도 등의 문제를 갖고 있다.The extraction-crystallization method includes a step of selectively removing other organic acids from fermentation broth using an extraction solvent; And selectively separating succinic acid by evaporating water from the fermentation broth from which other organic acids have been removed. This method also has high energy and high cost problems due to the water evaporation process, and also has problems such as high cost of the extraction solvent, recycling of the organic solvent, low selectivity of the organic solvent.

침전-결정화법은 수산화칼슘을 이용하여 발효액 중에 숙신산을 선택적으로 침전시키는 공정; 및 상기 침전물에 황산수용액을 첨가하여 불용성인 황산칼슘을 수용액상의 숙신산과 분리하고, 분리된 수용액상의 숙신산에서 물을 증발시켜 숙신산을 결정화시키는 방법이다. 이 방법도 물 증발 공정에 따른 고에너지 및 고비용 문제를 갖고 있고, 또한 상당량의 고체 폐기물인 황산칼슘이 생성되는 문제를 갖고 있다.The precipitation-crystallization method includes the steps of selectively precipitated succinic acid in the fermentation broth using calcium hydroxide; And an aqueous solution of sulfuric acid is added to the precipitate to separate insoluble calcium sulfate from succinic acid in aqueous solution and to crystallize succinic acid by evaporating water from the separated succinic acid in aqueous solution. This method also has a problem of high energy and cost according to the water evaporation process, and also has a problem of generating a large amount of calcium sulfate as a solid waste.

본 발명자들은 균주를 이용하여 숙신산이 제조된 발효액에 염기를 첨가하여 얻은 숙신산염에 황산수용액 대신에 염산수용액 및/또는 질산수용액을 첨가할 경우, 부산물로서 황산칼슘과 같이 용해도가 낮은 염 대신에 염화칼슘이나 질산칼슘 등과 같이 용해도가 높은 염이 생성되기 때문에, 추가적인 정제 공정 없이도 결정상태의 고순도 숙신산을 얻을 수 있다는 것을 알았다. 본 발명은 이에 기초한 것이다.The present inventors added calcium chloride instead of a low solubility salt such as calcium sulfate as a by-product when adding an aqueous hydrochloric acid solution and / or an aqueous nitric acid solution to a succinate obtained by adding a base to a fermentation broth prepared with succinic acid using a strain. Since salts with high solubility, such as calcium nitrate and the like, are produced, it has been found that high purity succinic acid in crystalline state can be obtained without an additional purification step. The present invention is based on this.

본 발명은 균주를 이용하여 숙신산이 제조된 발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정제하는 방법으로서, 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액에, 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 생성하는 단계; 및 상기 숙신산염을 함유하는 침전물에, 염산수용액, 질산수용액 및 이들의 혼합액 중에서 선택된 산성 수용액을 첨가하여 결정상태의 숙신산을 생성하는 단계를 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법을 제공한다.The present invention is a method for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth prepared with succinic acid using a strain, wherein a base is added to a fermentation broth with or expressing succinic acid using a strain to produce a precipitate containing succinate. step; And adding an acidic aqueous solution selected from an aqueous hydrochloric acid solution, an aqueous nitric acid solution, and a mixture thereof to the precipitate containing the succinic acid salt to produce succinic acid in a crystalline state.

본 발명은 발효액으로부터 숙신산을 분리·정제하는 방법으로서, 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물에 염산수용액 및/또는 질산수용액을 첨가시킴으로써, 결정상태의 숙신산과 더불어 용해도가 높은 염이 생성되기 때문에, 저비용의 단순한 여과장치만을 이용하더라도 고순도의 숙신산을 얻을 수 있다.The present invention is a method for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth, wherein an aqueous hydrochloric acid solution and / or an aqueous nitric acid solution is added to a precipitate containing succinate produced by adding a base to a fermentation broth in which succinic acid is expressed or expressed using a strain. As a result, salts with high solubility are produced together with succinic acid in the crystalline state, so that high purity succinic acid can be obtained even by using a simple low-cost filtration device.

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명에서 제1 상등액은 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하여 수득되는 숙신산염을 함유하는 침전물 이외의 액체 물질을 의미한다.In the present invention, the first supernatant means a liquid substance other than a precipitate containing succinate obtained by adding a base to a fermentation broth in which succinic acid is expressed or expressed.

또, 본 발명에서 제2 상등액은 숙신산염을 함유하는 침전물에 염산수용액 또는 질산수용액을 첨가하여 수득되는 결정상태의 숙신산 이외의 액체 물질을 의미한다.In the present invention, the second supernatant means a liquid substance other than succinic acid in the crystal state obtained by adding an aqueous hydrochloric acid solution or an aqueous nitric acid solution to a precipitate containing succinate.

본 발명은 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 발효액에 염기를 첨가하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물에 염산수용액 및/또는 질산수용액을 첨가함으로써, 저비용 및 고효율로 결정상태의 숙신산을 수득하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by obtaining a succinic acid in a low cost and high efficiency by adding an aqueous solution of hydrochloric acid and / or an aqueous solution of nitric acid to a precipitate containing a succinate produced by adding a base to the fermentation broth expressed succinic acid using a strain. It is done.

일반적으로 균주에 의해 포도당이나 탄수화물 등의 물질이 분해되면, 숙신산 과 더불어, 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산 등과 같은 기타 유기산류, K+, NH4 +, Mg2 +, Na+ 등과 같은 양이온, CO3 2 -, PO4 -, SO4 2 - 등과 같은 음이온, 미반응 포도당이나 탄수화물, 아미노산과 과량의 물을 포함하는 발효액이 형성된다. 이러한 발효액으로부터 원하는 고순도 숙신산을 얻기 위해서는 발효액에서 숙신산만을 선택적으로 분리할 수 있어야 한다.In general, when a strain such as glucose or carbohydrate is decomposed by the strain, in addition to succinic acid, other organic acids such as dermic acid, citric acid, oxal acetic acid, formic acid, acetic acid and fumaric acid, K + , NH 4 + , Mg 2 + , Na + cations, such as, CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2 - yi fermentation liquor containing anion, the unreacted glucose, or carbohydrates, amino acids with an excess of water, such as is formed. In order to obtain the desired high purity succinic acid from the fermentation broth, it should be possible to selectively separate only succinic acid from the fermentation broth.

이에, 종래 침전-결정화법에서는 상기 발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정 제하기 위하여, 상기 발효액에 염기(ex. 수산화칼슘)를 첨가하여 숙신산염 침전물(ex. calcium succinate)을 생성한 후 상기 숙신산염 침전물에 묽은 황산수용액을 첨가하였다. 이 때, 숙신산 (상온에서 용해도 74.5 g/l), 황산칼슘 (상온에서 용해도 2.4 g/l) 및 기타 부산물(기타 유기산, 음이온 유도산)이 생성되며 이 중 가장 낮은 용해도를 가진 황산칼슘이 선택적으로 침전되어 비교적 정제된 숙신산 수용액을 얻을 수 있었다. 다만, 상기 방법의 경우, 고체 폐기물인 황산칼슘(CaSO4)은 침전되는 반면, 기타 부산물(기타 유기산, 음이온 유도산) 및 다량의 물은 숙신산과 함께 상등액에 포함되어 있어서 결정상태의 숙신산을 얻기 위해서는 추가적인 분리 공정이 필요한 문제가 있었다. Thus, in the conventional precipitation-crystallization method, in order to separate and purify succinic acid from the fermentation broth, a base (ex. Calcium hydroxide) is added to the fermentation broth to generate succinate precipitate (ex. Calcium succinate), and then to the succinate precipitate. Dilute sulfuric acid solution was added. At this point, succinic acid (solubility 74.5 g / l at room temperature), calcium sulfate (2.4 g / l at room temperature) and other by-products (other organic acids, anionic derivatives) are produced, of which calcium sulfate with the lowest solubility is selective. Precipitated to obtain a relatively purified aqueous succinic acid solution. In this case, however, solid waste calcium sulfate (CaSO 4 ) is precipitated, while other by-products (other organic acids, anion-derived acids) and large amounts of water are included in the supernatant together with succinic acid to obtain succinic acid in crystalline state. In order to solve the problem, an additional separation process was required.

이에, 본 발명자들은 실험을 통해 상기 숙신산염 침전물에 묽은 황산수용액 대신에 고농도의 염산수용액 및/또는 고농도의 질산수용액을 첨가할 경우, 숙신산(상온에서의 용해도: 74.5 g/l), 염화칼슘 및/또는 질산칼슘(상온에서의 용해도: 각각 745 g/l 및 1212 g/l), 및 기타 부산물(기타 유기산, 음이온 유도산)이 생성되어 이 중 가장 용해도가 낮은 숙신산을 선택적으로 침전시킬 수 있기 때문에, 저비용의 단순한 여과장치만을 이용하더라도 결정상태의 숙신산만을 용이하게 얻을 수 있다는 것을 알았다.Thus, the present inventors have experimented to add succinic acid (solubility at room temperature: 74.5 g / l), calcium chloride, and / or when adding a high concentration of hydrochloric acid solution and / or high concentration of nitric acid solution to the succinate precipitate instead of dilute sulfuric acid solution Or calcium nitrate (solubility at room temperature: 745 g / l and 1212 g / l, respectively), and other by-products (other organic acids, anionic derivatives) are produced to selectively precipitate the least succinic acid In addition, it was found that only succinic acid in the crystal state could be easily obtained even by using a simple low-cost filtration device.

예를 들어, 다량의 숙신산이 함유된 발효액에, 수산화칼슘과 같은 염기를 첨가하면, 숙신산 음이온(succinate anion)과 염기의 양이온(ex. Ca2+)으로 이루어진 숙신산염(ex. calcium succinate)이 침전된다. 이후, 분리된 숙신산염 침전물에 염산수용액(및/또는 질산수용액)을 첨가시키면, 숙신산과 더불어 반응 부산물로서 상기 숙신산염을 형성했던 양이온과 상기 염산수용액 내 염산 음이온(및/또는 질산수용액 내 질산 음이온)으로 이루어진 염[ex. CaCl2(및/또는 Ca(NO3)2)]이 생성된다. 이때, 생성된 염화칼슘 및/또는 질산칼슘이 숙신산에 비해서 용해도가 상대적으로 높아 상등액에 함유되기 때문에, 숙신산은 선택적으로 침전될 수 있다. 게다가, 숙신산염 침전물에 함유되어 있던 기타 유기산 유도염(피부르산염, 시트르산염, 옥살아세트산염, 개미산염, 초산염, 푸마르산염)과 음이온 유도염(황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘) 등이 염산수용액(및/또는 질산수용액)과 반응하여 생성된 기타 유기산(피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산) 및 음이온 유도산(황산, 인산, 탄산) 등도 숙신산에 비해 용해도가 높기 때문에 염화칼슘(및/또는 질산칼슘)과 마찬가지로 상등액 내에 함유되어 있다. 따라서, 본 발명은 필터 등과 같은 저비용의 단순한 여과 장치를 이용하여 고순도 숙신산 결정을 상등액과 쉽게 분리할 수 있었다.For example, when a base such as calcium hydroxide is added to a fermentation broth containing a large amount of succinic acid, a succinate (ex.calcium succinate) consisting of a succinate anion and a base cation (ex.Ca 2+ ) precipitates. do. Subsequently, when an aqueous hydrochloric acid solution (and / or nitric acid solution) is added to the separated succinate precipitate, the cation that formed the succinate as a reaction by-product together with succinic acid and hydrochloric anion (and / or nitric acid anion in the aqueous hydrochloric acid solution). ) Salts [ex. CaCl 2 (and / or Ca (NO 3 ) 2 )] is produced. In this case, since the resulting calcium chloride and / or calcium nitrate are contained in the supernatant with a higher solubility than succinic acid, succinic acid may be selectively precipitated. In addition, other organic acid derivatives (blood salts, citrates, oxal acetates, formates, acetates, fumarates) and anionic derivatives (calcium sulfate, calcium phosphate, calcium carbonate) contained in succinate precipitates Other organic acids (pibric acid, citric acid, oxalacetic acid, formic acid, acetic acid, fumaric acid) and anionic derivatives (sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid) produced by reaction with aqueous hydrochloric acid (and / or aqueous nitric acid) are also more soluble than succinic acid. Like calcium chloride (and / or calcium nitrate) it is contained in the supernatant. Therefore, the present invention could easily separate high-purity succinic acid crystals from the supernatant by using a simple low-cost filtration device such as a filter.

이와 같이 본 발명은 필터와 같은 저비용의 여과장치를 이용하여 용이하게 결정상태의 숙신산을 얻을 수 있기 때문에, 종래의 숙신산 분리·정제 방법과 달리 결정상태의 숙신산을 얻기 위한 고에너지·고비용의 물 증발 공정을 수행할 필요가 없고, 이로 인해 숙신산을 얻기 위한 전체 공정이 단순해 질 수 있으며, 비용도 절감될 수 있다.As described above, since the present invention can easily obtain crystalline succinic acid using a low-cost filtration device such as a filter, high energy and costly water evaporation to obtain succinic acid in crystalline state, unlike conventional succinic acid separation and purification methods. There is no need to perform the process, which can simplify the overall process for obtaining succinic acid and reduce costs.

게다가, 종래 황산수용액을 이용하여 숙신산염으로부터 숙신산 결정을 형성 하는 경우에는 부산물로서 불용성의 황산칼슘이 생성되게 되는데, 이때 생성된 황산칼슘은 재생이 어렵고 극히 제한된 용도로만 이용될 수 있다. 반면, 본 발명에서 생성된 반응 부산물, 예컨대 염화칼슘의 경우, 단순한 고온 수화 반응을 통해 염산과 수산화칼슘으로 분리되어 필요로 하는 단계에서 다시 이용될 수 있으며, 또한 염화칼슘 자체로도 범용 제품인 제설제로서 이용될 수 있다.In addition, when succinic acid crystals are formed from succinate using a conventional aqueous sulfuric acid solution, insoluble calcium sulfate is produced as a by-product, wherein the produced calcium sulfate is difficult to recycle and can be used only for extremely limited purposes. On the other hand, in the case of the reaction by-products produced in the present invention, such as calcium chloride, it is separated into hydrochloric acid and calcium hydroxide through a simple high temperature hydration reaction, and can be used again in the required stage. Can be.

본 발명은 균주를 이용하여 숙신산이 제조된 발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정제하는 방법으로서, 상기 방법은 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물에, 염산수용액 및/또는 질산수용액을 첨가하여 결정상태의 숙신산을 생성하는 단계를 포함한다.The present invention is a method for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth prepared with succinic acid using a strain, the method comprising a succinate produced by adding a base to the fermentation broth with or expressed succinic acid using a strain To the precipitate, adding an aqueous hydrochloric acid solution and / or an aqueous nitric acid solution to produce succinic acid in crystalline state.

Ⅰ. 숙신산염을 함유하는 침전물 형성Ⅰ. Sediment formation containing succinate

본 발명에서 이용하는 숙신산염을 함유하는 침전물은 하기와 같은 방법에 의해서 제조될 수 있는데, 이에 제한되지 않는다.The precipitate containing succinate used in the present invention can be prepared by the following method, but is not limited thereto.

Ⅰ-1. 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제1 방법Ⅰ-1. First method of forming a precipitate containing succinate

상기 숙신산염을 함유하는 침전물(60)은 균주(20)를 이용하여 숙신산이 발현된 발효액(30)을 형성하는 단계; 및 상기 숙신산이 발현된 발효액(30)에 염기(40)를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물(60)을 생성하는 단계를 포함하는 방법에 의해서 형성될 수 있다.The precipitate 60 containing the succinate salt is formed using the strain 20 to form a fermentation broth 30 expressing succinic acid; And adding a base 40 to the fermentation broth 30 in which the succinic acid is expressed, thereby producing a precipitate 60 containing succinate.

(1) 발효액의 준비(1) Preparation of fermentation broth

본 발명에서 이용되는 발효에 의해 숙신산을 생산하는 균주(20)는 당 업계에서 일반적으로 알려진 숙신산을 발현할 수 있는 균주라면 특별히 제한되지 않고 이용할 수 있다. 상기 균주의 예로는, 언에어로바이오스피릴륨 숙시닉프루듀센스(Anaerobiospirillum succinicproducens), 만헤이미아 숙시닉프루듀센스(Mannheimia succinicproducens), 에스커리키아 콜라이(Escherichia coli), 코리네박테리움 글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum), 액티노바실러스 숙시노젠(Actinobacillus succinogens), 브레비박테리움 플라붐(Brevibacterium flavum), 및 자이모모나스 모빌리스(Zymomonas mobilis) 등이 있는데, 이에 제한되지 않는다.The strain 20 for producing succinic acid by fermentation used in the present invention may be used without particular limitation as long as it is a strain capable of expressing succinic acid generally known in the art. Examples of such strains include Anaerobiospirillum succinicproducens, Mannheimia succinicproducens, Escherichia coli, Corynebacterium glutamicumium (Corynebacterium) glutamicum), Actinobacillus succinogens, Brevibacterium flavum, and Zymomonas mobilis, but are not limited thereto.

이러한 균주를 이용하여 탄수화물을 영양분들과 함께 이산화탄소의 존재 하에서 대사시키면 숙신산이 다량 발현된 발효액을 얻을 수 있는데, 상기 발효액에는 해리된 숙신산 뿐만 아니라, 해리된 기타 유기산(ex. 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산 등), 양이온 (K+, NH4+, Mg2 +, Na+), 음이온 (CO3 2 -, PO4 -, SO4 2 -)이 함유된 발효액을 얻을 수 있다. 또, 상기 발효액에는 상기 물질들 이외에, 미반응 탄수화물, 아미노산과 과량의 물이 포함되어 있을 뿐만 아니라, 이용된 균주도 포함되어 있다. By metabolizing carbohydrates with nutrients in the presence of carbon dioxide using these strains, a fermentation broth containing a large amount of succinic acid can be obtained. The fermentation broth can contain not only dissociated succinic acid, but also other dissociated organic acids (ex. acetic acid, formic acid, acetic acid, fumaric acid, etc.), a cation (K +, NH4 +, Mg 2 +, Na +), anions (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2 -) can be obtained by the fermentation broth contains the . In addition to the above substances, the fermentation broth contains not only unreacted carbohydrates, amino acids and excess water, but also used strains.

이러한 발효액의 형성 공정은 Batch 형태, Fed-batch 형태, 또는 연 속(Continuous)형태로 수행될 수 있다.The formation process of the fermentation broth may be performed in a batch form, a fed-batch form, or a continuous form.

본 발명에서는 상기와 같은 발효액(30)을 숙신산염 형성 영역(Ⅰ-1(b))에 공급하기 전에, 선택적으로 원심분리영역에서 원심분리기를 이용하여 상기 숙신산이 발현된 발효액으로부터 균주를 분리할 수 있다(미도시됨). 이때, 분리된 균주를 회수하여 발효액 형성 영역에서 다시 사용함으로써, 전체 비용을 절감할 수 있다.In the present invention, before supplying the fermentation broth 30 as described above to the succinate formation region (I-1 (b)), the strain may be separated from the fermentation broth with the succinic acid expressed using a centrifuge in the centrifugation zone. (Not shown). At this time, by recovering the separated strain and using it again in the fermentation broth forming region, it is possible to reduce the overall cost.

또한, 본 발명에서는 균주가 분리된/분리되지 않은 발효액(30)을 숙신산염 형성 영역(Ⅰ-1(b))으로 이송하기 전에, 선택적으로 불순물인 음이온(CO3 2 -, PO4 -, SO4 2-), 특히 탄산이온(CO3 2-)을 상기 숙신산이 발현된 발효액에서 미리 제거할 수 있다. 왜냐하면, 발효액에 음이온이 포함되어 있을 경우에는, 추후 숙신산염 생성 영역에서 발효액에 첨가되는 염기(ex. Ca(OH)2 등)가 발효액 내 해리된 숙신산과 반응하여 숙신산염이 생성될 때, 발효액 내 음이온도 상기 염기와 반응하여 기타 불순물(ex. CaCO3, Ca(PO4)2, CaSO4 등)이 생성되고, 이때 상기 기타 불순물이 상기 숙신산염과 함께 침전되어, 추후 결정상태의 숙신산의 순도 저하를 초래할 수 있기 때문이다. In the present invention, before transfer to the fermentation broth 30 strain is not a / separation separated by acid salt formation region (Ⅰ-1 (b)), optionally impurity anions (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2- ), in particular carbonate (CO 3 2- ), may be removed in advance from the fermentation broth in which the succinic acid is expressed. If the fermentation broth contains anions, the fermentation broth is produced when the base (ex. Ca (OH) 2, etc.) added to the fermentation broth later reacts with the dissociated succinic acid in the fermentation broth. The anion also reacts with the base to produce other impurities (ex. CaCO 3 , Ca (PO 4 ) 2 , CaSO 4, etc.), wherein the other impurities are precipitated together with the succinate, which is then used to determine the succinic acid in the crystalline state. This is because the purity can be reduced.

상기 음이온의 제거 방법으로는, 숙신산이 발현된 발효액을 가열하여 상기 발효액 내에 함유된 음이온을 제거하는 방법, 또는 폭기(aeration, 曝氣)를 이용하여 상기 숙신산이 발현된 발효액에 공기 또는 질소를 공급함으로써 상기 발효액 내에 함유된 음이온을 제거하는 방법 등이 있는데, 이에 제한되지 않는다. 이러한 방법에 의해서 상기 발효액 내에 함유된 음이온은 기체 상태로 제거될 수 있으며, 특히 숙신산이 발현된 발효액의 준비 시 탄소원(이산화탄소)이어서 다량 함유되어 있는 탄산이온(CO3 2-)은 기체 상태의 이산화탄소로 제거될 수 있다. As a method of removing the anion, a method of removing anion contained in the fermentation broth by heating a fermentation broth in which succinic acid is expressed, or supplying air or nitrogen to the fermentation broth in which the succinic acid is expressed using aeration (aeration) By removing the anion contained in the fermentation broth, and the like, but is not limited thereto. In this way, the anions contained in the fermentation broth can be removed in a gaseous state. In particular, carbon dioxide (CO 3 2- ) containing a large amount of carbon dioxide (CO 3 2- ) in the preparation of the fermentation broth expressing succinic acid is carbon dioxide in the gaseous state. Can be removed.

상기 발효액의 가열 온도는 약 50 내지 100 ℃ 범위인 것이 바람직하다. 만약, 발효액의 가열 온도가 50 ℃ 미만인 경우에는 탄산이온 제거율이 낮고, 발효액의 가열 온도가 100 ℃ 초과인 경우에는 에너지 소모량이 높다.The heating temperature of the fermentation broth is preferably in the range of about 50 to 100 ° C. If the heating temperature of the fermentation broth is less than 50 ° C., the rate of carbonate removal is low. If the heating temperature of the fermentation broth is more than 100 ° C., the energy consumption is high.

다만, 발효액 내 음이온의 함유량이 적을 경우에는 상기 음이온 제거 공정을 수행하지 않더라도 후속하는 공정들을 통해서 음이온이 효과적으로 제거될 수 있기 때문에, 상기 음이온 제거 공정을 반드시 수행할 필요가 없다.However, when the content of the anion in the fermentation broth is small, the anion may be effectively removed through subsequent steps even if the anion removal step is not performed, and thus, it is not necessary to perform the anion removal step.

(2) 숙신산염 침전(2) succinate precipitation

상기와 같이 준비된 발효액, 즉 균주를 이용하여 숙신산이 함유된 발효액(30)을 숙신산염 형성 영역(Ⅰ-1(b))에 공급하면서 염기(40)를 첨가하면, 상기 염기와 발효액 내 물질들이 반응하여 침전물(60) 및 상등액(이하, '제1 상등액'이라 함)(50)이 생성된다. 여기서, 상기 침전물(60)에는 숙신산염 및 음이온에 의해 유도된 미량의 염이 침전물의 형태로 함유되어 있으며, 상기 제1 상등액(50)은 미반응 탄수화물, 아미노산, 양이온 등이 용해되어 함유되어 있다. When the base 40 is added while supplying the fermentation broth containing succinic acid 30 to the succinate formation region (I-1 (b)) using the fermentation broth prepared as described above, that is, the strain, the substances in the base and the fermentation broth Reaction produces a precipitate 60 and a supernatant (hereinafter referred to as a 'first supernatant') 50. Here, the precipitate 60 contains a small amount of salts induced by succinate and anion in the form of a precipitate, and the first supernatant 50 contains dissolved unreacted carbohydrates, amino acids, cations, and the like. .

본 발명에서 이용될 수 있는 염기(40)로는 발효액 내 숙신산을 선택적으로 침전시킬 수 있는 물질이라면 특별히 제한되지 않는다. 이러한 물질의 예로는 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네 슘(MgCO3), 및 이들의 혼합물 등이 있는데, 이에 제한되지 않는다. 여기서, 상기 염기가 해리된 숙신산(숙신산 음이온)과 반응하여 형성된 숙신산염 중에서, 칼슘숙신산염(용해도: 약 15 g/l)이 마그네슘숙신산염(용해도: 약 45 g/l)에 비해서 침전이 보다 잘 일어나기 때문에, 수산화칼슘 또는 탄산칼슘을 이용하는 것이 바람직하다.Base 40 that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance capable of selectively precipitate succinic acid in the fermentation broth. Examples of such materials include, but are not limited to, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and mixtures thereof. Do not. Here, among the succinates formed by reacting the base with dissociated succinic acid (succinic anion), calcium succinate (solubility: about 15 g / l) is more precipitated than magnesium succinate (solubility: about 45 g / l). Since it happens well, it is preferable to use calcium hydroxide or calcium carbonate.

상기 염기(40)는 상온하에서 발효액에 첨가될 수 있다. 또한, 본 발명자들은 실험을 통해 상온보다는 고온하에서 염기를 발효액에 첨가할 경우, 보다 많은 양의 숙신산염이 함유된 침전물을 얻을 수 있다는 것을 알고, 약 100 ℃ 이하, 바람직하게는 약 50 내지 100 ℃ 범위의 고온으로 가열된 또는 가열되고 있는 발효액(30)에 상기 염기(40)를 첨가하였다. 만약, 발효액에 염기의 첨가가 100 ℃ 초과의 온도하에서 수행될 경우에는 물의 증발시 많은 양의 에너지가 소비되기 때문에 비효율적일 수 있다. 예를 들어, 상온에서 상등액 내 칼슘숙신산염의 농도는 약 15 g/l인 반면, 80 ℃에서는 칼슘숙신산염의 농도가 약 11 g/l로 낮아져 보다 많은 양의 칼슘숙신산염을 침전물의 형태로 얻을 수 있었다.The base 40 may be added to the fermentation broth at room temperature. In addition, the present inventors know that when the base is added to the fermentation broth at a higher temperature than at room temperature, the present inventors can obtain a precipitate containing a larger amount of succinate, and it is about 100 ° C. or less, preferably about 50 to 100 ° C. The base 40 was added to the fermentation broth 30 heated or being heated to a high temperature in the range. If the addition of the base to the fermentation broth is performed under a temperature of more than 100 ℃ may be inefficient because a large amount of energy is consumed during the evaporation of water. For example, at room temperature, the concentration of calcium succinate in the supernatant is about 15 g / l, whereas at 80 ° C the concentration of calcium succinate is lowered to about 11 g / l, resulting in higher amounts of calcium succinate in the form of sediments. there was.

이렇게 염기(40)가 발효액(30)에 첨가되어 생성되는 숙신산염(ex. 칼슘숙신산염, 마그네슘숙신산염 등)(60)은, 발효액 내 미반응 탄수화물, 아미노산, 양이온, 기타 유기산(ex. 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산 등)이 염기와 반응하여 형성된 유도염들에 비해서 물에 대한 용해도가 상대적으로 낮기 때문에, 선택적으로 침전될 수 있다. 이때, 발효액 내 미반응 탄수화물, 아 미노산, 양이온, 기타 유기산에 의해 유도되는 염은 물에 대한 용해도가 높아 제1 상등액(50) 내 함유되어 있다.The succinate (ex. Calcium succinate, magnesium succinate, etc.) 60 produced by adding the base 40 to the fermentation broth 30 is an unreacted carbohydrate, amino acid, cation or other organic acid (ex. Skin) in the fermentation broth. Citric acid, citric acid, oxal acetic acid, formic acid, acetic acid, fumaric acid, and the like) may be selectively precipitated because of its relatively low solubility in water compared to the induced salts formed by reaction with a base. At this time, the salts induced by the unreacted carbohydrates, amino acids, cations, and other organic acids in the fermentation broth are contained in the first supernatant 50 because of high solubility in water.

다만, 상기와 같이 숙신산염이 침전될 때, 상기 발효액 내 음이온들(CO3 2 -, PO4 -, SO4 2 -)은 다른 물질들과 달리 첨가된 염기와 반응하여 침전되고, 이로 인해 생성되는 침전물에는 숙신산염 이외에 음이온에 의해 유도된 염이 함유되어 있다. 이렇게 침전물에 숙신산염 이외 음이온에 의해 유도된 염이 함유되어 있을 경우, 추후 최종 결정상태의 숙신산의 순도가 저하될 수 있다. However, when the acid salt, such as the precipitation, the inner anion the fermentation broth (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2 -) is precipitated by reaction of added base, and unlike any other material, thereby generating Precipitates contain salts induced by anions in addition to succinate. When the precipitate contains salts induced by anions other than succinate, the purity of succinic acid in the final crystal state may be lowered later.

그렇기 때문에, 본 발명에서는 숙신산염의 침전물이 보다 많이 형성되고 음이온에 의해 유도된 염의 침전물은 보다 적게 형성되도록, 상기 염기의 첨가 시 숙신산이 발현된 발효액의 pH를 약 4.5 내지 6.5 이하로 유지되도록 하였다. 왜냐하면, pH가 낮은 상태에서는 숙신산 음이온-염기의 반응이 기타 음이온-염기의 반응에 비해 선택도가 높기 때문이다. 이로써, 음이온에 의해 유도된 염의 형성이 최소화되어 생성되는 숙신산염을 함유하는 침전물의 순도를 향상시킬 수 있고, 결국 최종 결정상태 숙신산의 품질을 향상시킬 수 있다. Therefore, in the present invention, the pH of the fermentation broth expressing succinic acid is maintained at about 4.5 to 6.5 or less upon addition of the base so that more precipitate of succinate is formed and less precipitate of salt induced by anion is formed. This is because the reaction of the succinic acid anion-base has a higher selectivity than the reaction of the other anion-base at a low pH. As a result, the formation of salts induced by anions can be minimized to improve the purity of the resulting succinate-containing precipitate, which in turn can improve the quality of the final crystalline succinic acid.

이와 같이 형성된 숙신산염을 함유하는 침전물(60)과 제1 상등액(50)은, 경우에 따라 필터와 같은 여과 장치를 이용하는 여과 영역에서 여과 장치를 통해 서로 분리될 수 있다(미도시됨). 이후, 분리된 숙신산염을 함유하는 침전물(60)은 숙신산 결정 형성 영역(Ⅱ)으로 이송되며, 이와 동시에 제1 상등액(50)은 회수되어 발효액 형성 영역(Ⅰ-1(a))에서 재사용될 수 있다.The precipitate 60 and the first supernatant 50 thus formed may be separated from one another via a filtration device in a filtration zone using a filtration device such as a filter, if desired. Thereafter, the precipitate 60 containing the separated succinate is transferred to the succinic acid crystal forming region (II), and at the same time, the first supernatant 50 is recovered and reused in the fermentation broth forming region I-1 (a). Can be.

다만, 분리된 제1 상등액(50)을 회수하여 재사용할 때 상기 제1 상등액 내 불순물의 농도가 균주 발효에 저해되는 수준이 될 경우에는, 퍼지(purge) 공정을 통해 상기 제1 상등액 내 불순물의 농도를 일정 수치 이하로 감소시킨 후에 재사용하는 것이 적절하다. However, when the concentration of the impurities in the first supernatant is inhibited by strain fermentation when the separated first supernatant 50 is recovered and reused, the impurities in the first supernatant may be purged through a purge process. It is appropriate to reuse the concentration after reducing it below a certain level.

구체적으로, 분리된 제1 상등액 내 불순물의 농도가 약 1 중량% 초과 범위, 바람직하게는 1 중량% 내지 2 중량% 범위 정도로 균주 발효에 저해되는 수준이 되는 경우에는, 상기 제1 상등액(50)을 발효액 형성 영역(Ⅰ-1(a))으로 바로 이송하여 재사용하기 보다는 퍼지(purge) 영역(Ⅳ)으로 이송하여 상기 제1 상등액의 일부를 버리고 버린 양만큼의 물을 더 첨가하여 제1 상등액 내 불순물의 농도를 1 중량% 이하로 감소시킨 후에, 발효액의 형성시 재사용하는 것이 적절하다. Specifically, when the concentration of impurities in the separated first supernatant is at a level inhibited by strain fermentation in the range of about 1 wt% or more, preferably 1 wt% to 2 wt%, the first supernatant 50 Rather than being transferred directly to the fermentation broth forming region (I-1 (a)) and reused, the first supernatant is further added to the purge region (IV) to add a portion of the first supernatant and discarded. After reducing the concentration of impurities within 1% by weight or less, it is appropriate to reuse in the formation of the fermentation broth.

Ⅰ-2. 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제2 방법I-2. Second method of forming a precipitate containing succinate

한편, 상기와 같이 생물자원으로부터 숙신산 생산을 상업화하기 위해서는, 발효액의 형성 공정에서 수율이 향상된 숙신산을 제조하는 것과 분리 및 정제 공정에서 저비용으로 품질이 향상된 숙신산을 수득하는 것이 중요하다. On the other hand, in order to commercialize the production of succinic acid from biological resources as described above, it is important to produce succinic acid with improved yield in the process of forming the fermentation broth and to obtain succinic acid with improved quality at low cost in the separation and purification process.

그런데, 전술한 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제1 방법의 경우, 발효가 진행됨에 따라 발효액 내 숙신산의 농도가 높아지면 생성물인 숙신산에 의해 균주의 성장이 저해되는 생성물억제(Product Inhibition) 현상이 발행하여 일정 농도 이상의 숙신산을 얻을 수 없다. 이를 해결하고자, 생성물인 숙신산에 내성이 강한 균주를 이용하거나, 균주의 성장을 저하하지 않도록 생성된 숙신산을 지속적으로 변환 또는 배출시켜서 발효액 내 숙신산의 농도를 낮게 유지시켜 주어야 한다.However, in the case of the first method of forming a precipitate containing succinate, when the concentration of succinic acid in the fermentation broth increases as the fermentation progresses, the product inhibition phenomenon is inhibited by the growth of the strain by the product succinic acid. It is not possible to obtain more than a certain concentration of succinic acid. In order to solve this problem, a strain having a strong resistance to succinic acid as a product should be used, or the succinic acid produced must be continuously converted or discharged so as not to lower the growth of the strain, thereby keeping the concentration of succinic acid in the fermentation broth low.

이에, 본 발명에서는 균주에 의해 발효가 진행되고 있는 도중에 숙신산이 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성함으로써, 발효액 내 숙신산의 농도가 낮게 유지될 수 있어 최종 숙신산의 수율이 향상될 수 있다. 이러한 방식으로 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 것을, 하기에서는 '숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제2 방법'이라 한다.Thus, in the present invention, by adding a base to the fermentation broth in which succinic acid is expressed during the fermentation process by the strain to form a precipitate containing succinate, the concentration of succinic acid in the fermentation broth can be kept low, the yield of the final succinic acid This can be improved. Forming a succinate-containing precipitate in this manner is referred to below as a 'second method of forming a succinate-containing precipitate.'

구체적으로, 전술한 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제1 방법의 경우, 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 발효액을 형성시킨 후, 즉 발효가 종료된 후에 상기 발효액에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 반면, 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제2 방법의 경우, 균주를 이용하여 숙신산을 발현된 발효액을 형성하되, 발효가 진행되는 도중에 숙신산이 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성한다. 다시 말하면, 상기 제1 방법은 숙신산이 발현된 발효액의 형성과 숙신산염을 함유하는 침전물의 형성이 별도의 공정에서 이루어지는 반면, 제2 방법은 숙신산이 발현된 발효액의 형성과 숙신산염을 함유하는 침전물의 형성이 동시에 하나의 공정에서 이루어지는 것이다.Specifically, in the first method of forming a precipitate containing the succinate described above, after the succinic acid is expressed using a strain to form a fermentation broth, that is, after the fermentation is completed, the base is added to the fermentation broth to form succinate. In the second method of forming a precipitate containing succinate, while forming a precipitate containing succinate, a base is added to the fermentation broth in which succinic acid is expressed during the fermentation process. It is added to form a precipitate containing succinate. In other words, in the first method, the formation of the fermentation broth in which succinic acid is expressed and the formation of the precipitate containing succinate are carried out in separate processes, while the second method is the formation of the fermentation broth in which succinic acid is expressed and the precipitate containing succinate. Is simultaneously formed in one process.

즉, 숙신산염을 함유하는 침전물(60)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 균주(20)를 이용하여 숙신산이 발현된 발효액을 형성하되, 상기 숙신산이 발현되고 있는 발 효액에 염기(40)를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물(60)을 형성하는 단계에 의해서 형성될 수 있다.That is, the precipitate 60 containing succinate, as shown in Figure 3, using the strain 20 to form a fermentation broth expressing succinic acid, the base 40 in the fermentation broth in which the succinic acid is expressed It can be formed by the step of forming a precipitate 60 containing succinate.

본 발명에서 이용 가능한 균주(20)는, 전술한 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제1 방법과 마찬가지로, 당 업계에서 일반적으로 알려진 숙신산을 발현할 수 있는 균주라면 특별히 제한되지 않고 이용할 수 있다. 상기 균주에 의한 발효로 인해서, 숙신산과 더불어, 해리된 기타 유기산(ex. 피부르산, 시트르산, 옥살아세트산, 개미산, 초산, 푸마르산 등), 양이온 (K+, NH4+, Mg2 +, Na+), 음이온 (CO3 2 -, PO4 -, SO4 2 -), 미반응 탄수화물, 아미노산과 과량의 물을 포함하는 발효액(이하, '숙신산이 발현된 발효액'이라 함)이 형성된다.The strain 20 usable in the present invention can be used without particular limitation as long as it is a strain capable of expressing succinic acid generally known in the art, similarly to the first method of forming the precipitate containing the succinate described above. Due to fermentation by the strains, in addition to succinic acid, other dissociated organic acids (e.g., matric acid, citric acid, oxal acetic acid, formic acid, acetic acid, fumaric acid, etc.), cations (K + , NH4 + , Mg 2 + , Na + ) , anions (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2 -), ( hereinafter referred to as "succinic acid fermentation broth expression ') unreacted carbohydrate fermentation broth comprises an amino acid with an excess of water is formed.

이렇게 균주에 의해서 발효가 진행되는 도중에, 상기 숙신산이 발현되고 있는 발효액에 염기(40)를 첨가한다. 이때, 첨가되는 염기(40)는 전술한 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 제1 방법과 마찬가지로, 발효액 내 숙신산을 선택적으로 침전시킬 수 있는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 이러한 물질의 예로는 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgCO3), 및 이들의 혼합물 등이 있는데, 이에 제한되지 않는다. In this way, the base 40 is added to the fermentation broth in which the succinic acid is expressed while the fermentation is in progress. At this time, the base 40 to be added is not particularly limited as long as it can selectively precipitate succinic acid in the fermentation broth, similarly to the first method of forming the precipitate containing the succinate described above. Examples of such materials include, but are not limited to, calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), magnesium carbonate (MgCO 3 ), and mixtures thereof. .

여기서, 상기 염기가 해리된 숙신산(숙신산 음이온)과 반응하여 형성된 숙신산염 중에서, 칼슘숙신산염(용해도: 약 15 g/l)이 마그네슘숙신산염(용해도: 약 45 g/l)에 비해서 침전이 잘 일어나기 때문에, 수산화칼슘 또는 탄산칼슘을 이용하는 것이 바람직하다. 한편, 균주를 이용하여 숙신산을 제조하기 위해서는 탄소원으로서 탄산이온이 충분히 공급되어 발효액에 용해되어 있어야 하는데, 이때 기체 상태의 이산화탄소를 발효액 형성 영역에 투입하는 것보다는 탄산칼슘이나 탄산마그네슘을 투입하여 발효액에 용해시키는 것이 공급 효율이 높아 발효에 유리하다. 이와 같이, 탄소이온의 공급원이면서 침전염을 형성할 수 있는 탄산칼슘이나 탄산마그네슘을 이용하는 것이 적절할 수 있다. 보다 바람직하게는, 탄산이온도 공급할 수 있고, 숙신산을 선택적으로 보다 잘 침전시킬 수 있는 탄산칼슘을 이용하는 것이 적절하다.Here, among the succinates formed by reacting the base with dissociated succinic acid (succinic anion), calcium succinate (solubility: about 15 g / l) is more precipitated than magnesium succinate (solubility: about 45 g / l). In this case, it is preferable to use calcium hydroxide or calcium carbonate. Meanwhile, in order to prepare succinic acid using a strain, carbonate ions must be sufficiently supplied as a carbon source to be dissolved in the fermentation broth. Dissolution is advantageous for fermentation due to high feeding efficiency. As such, it may be appropriate to use calcium carbonate or magnesium carbonate as a source of carbon ions and capable of forming precipitate salts. More preferably, it is appropriate to use calcium carbonate which can be fed at a temperature of carbonate and which can selectively precipitate succinic acid.

이와 같은 염기(40)가 숙신산이 발현되고 있는 발효액에 첨가되면, 발효액 내 숙신산이 염기와 산-염기 반응을 일으켜 숙신산염이 형성된다. 예를 들어, 첨가되는 염기가 수산화칼슘일 경우에는, 칼슘숙신산염(Calcium Succinate)이 형성되고, 첨가되는 염기가 수산화마그네슘일 경우에는 마그네슘숙신산염(Magnesium Succinate)이 형성될 수 있다. When such a base 40 is added to the fermentation broth in which succinic acid is expressed, succinic acid in the fermentation broth causes an acid-base reaction with the base to form succinate. For example, when the added base is calcium hydroxide, calcium succinate may be formed, and when the added base is magnesium hydroxide, magnesium succinate may be formed.

이때, 형성되는 숙신산염은 발효액 내 숙신산(용해도: 약 78 g/l)에 비해 상온에서 용해도가 낮기 때문에 침전된다. 예를 들어, 형성되는 숙신산염이 칼슘숙신산염일 경우, 상온에서 상기 칼슘숙신산염의 용해도가 15 g/l 정도로 발효액 내 숙신산보다 낮기 때문에 침전된다. 또, 형성되는 숙신산염이 마그네슘숙신산염일 경우에는, 상온에서 용해도가 약 45 g/l으로 숙신산의 용해도보다 낮기 때문에 침전된다. 이렇게 발효가 진행되는 도중에 생성되는 침전물은 균주의 성장에 영향을 주지 않기 때문에, 생성물 억제 현상 없이 숙신산이 계속적으로 제조될 수 있어, 고농도의 숙신산을 제조할 수 있다.At this time, the succinate formed is precipitated because the solubility at room temperature is lower than that of succinic acid in the fermentation broth (solubility: about 78 g / l). For example, when the succinate formed is calcium succinate, it is precipitated because the solubility of the calcium succinate at room temperature is lower than that of succinic acid in the fermentation broth at about 15 g / l. When the succinate formed is magnesium succinate, it is precipitated because its solubility is about 45 g / l at room temperature, which is lower than that of succinic acid. Since the precipitate produced during the fermentation does not affect the growth of the strain, succinic acid can be continuously produced without product inhibition, thereby producing a high concentration of succinic acid.

한편, 균주에 의한 발효는 균주의 종류에 따라 최적 발효를 위한 pH 조건이 상이할 수 있으나, 일반적으로 pH 약 5 내지 7 정도에서 최적 발효가 이루어질 수 있다. 다만, 발효 시 숙신산의 생성으로 인해 발효액의 pH는 약 3 내지 4 정도로 서서히 감소하고, 이로 인해 발효가 적절하게 이루어지지 않을 수 있다. 이러한 발효액에 염기를 분말 형태 또는 슬러리 형태로 적당히 첨가함으로써, 상기 숙신산이 발현되는 발효액의 pH를 약 5 내지 7 정도로 유지할 수 있다. On the other hand, the fermentation by the strain may be different from the pH conditions for optimal fermentation depending on the type of strain, in general, the optimum fermentation may be made at about pH 5 to 7. However, due to the production of succinic acid during fermentation, the pH of the fermentation broth gradually decreases to about 3 to 4, and thus, fermentation may not be performed properly. By appropriately adding a base in powder form or slurry form to such fermentation broth, the pH of the fermentation broth in which the succinic acid is expressed can be maintained at about 5-7.

아울러, 숙신산이 발현되고 있는 발효액에 염기를 첨가하게 되면, 발효액 내 숙신산으로부터 유도된 염, 즉 숙신산염이 선택적으로 침전될 때, 발효액 내 음이온들(CO3 2-, PO4 -, SO4 2-)도 숙신산과 마찬가지로 첨가된 염기와 반응하여 침전될 수 있다. 특히, 균주에 의한 발효시 탄소원으로서 사용되는 탄산이온의 경우, 발효 중에 이산화탄소 가스나 탄산염의 형태로 연속적으로 공급되기 때문에 상기 발효액에 첨가되는 염기와 반응한다. 이러한 탄산이온과 염기의 반응으로 인해, 상당한 양의 탄산칼슘염, 탄산마그네슘염과 같은 침전 탄산염이 생성되어 숙신산염과 함께 침전되고, 결국 숙신산염을 함유하는 침전물의 순도 저하를 초래한다. 또한, 균주의 성장에 있어 필수 성분인 인산이온 또는 황산이온은 발효액 내 미량으로 함유되어 있지만, 이들 이온이 첨가된 염기와 반응하여 침전되게 되면 균주의 발효를 저해할 수 있다. In addition, when the acid when expressed and adding a base to the fermentation broth with, the salt, i.e., succinate derived from succinic acid in the fermentation broth is selectively precipitated, the fermentation broth in the anion (CO 3 2-, PO 4 - , SO 4 2 - ), Like succinic acid, can be precipitated by reaction with added base. In particular, in the case of carbonate ion used as a carbon source during fermentation by the strain, it is reacted with the base added to the fermentation broth because it is continuously supplied in the form of carbon dioxide gas or carbonate during fermentation. Due to the reaction of the carbonate with the base, a considerable amount of precipitated carbonates such as calcium carbonate salts and magnesium carbonate salts are formed and precipitated together with succinate salts, which in turn leads to a decrease in purity of the precipitate containing succinate salts. In addition, although phosphate or sulfate ions, which are essential components for the growth of the strain, are contained in trace amounts in the fermentation broth, if these ions are precipitated by reacting with the added base, the fermentation of the strain may be inhibited.

따라서, 본 발명에서는 숙신산염의 침전물이 보다 많이 형성되고 음이온에 의해 유도된 염의 침전물은 보다 적게 형성되도록, 상기 염기의 첨가시 숙신산이 발현된 발효액의 pH를 약 4.5 내지 6.5 이하로 유지되도록 하였다. 왜냐하면, pH가 낮은 상태에서는 숙신산 음이온-염기의 반응이 기타 음이온-염기의 반응에 비해 선택도가 높기 때문이다. 이로써, 음이온에 의해 유도된 염의 형성이 최소화되어 생성되는 숙신산염을 함유하는 침전물의 순도가 향상될 수 있다.Therefore, in the present invention, the pH of the fermentation broth expressing succinic acid was maintained at about 4.5 to 6.5 or less upon addition of the base so that more precipitates of succinate were formed and less precipitates of salts induced by anions were formed. This is because the reaction of the succinic acid anion-base has a higher selectivity than the reaction of the other anion-base at a low pH. Thereby, the purity of the precipitate containing succinate produced by minimizing the formation of salts induced by anions can be improved.

상술한 바와 같이 발효 중에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물 형성은 Batch 형태, Fed-batch 형태, 또는 연속(Continuous)형태의 발효공정 중에 수행될 수 있다. As described above, the formation of a precipitate containing succinate by adding a base during fermentation may be performed during the fermentation process in the form of batch, fed-batch, or continuous form.

예를 들어, 균주에 의한 발효 중에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 공정이 상기 Batch 형태, Fed-batch 형태로 수행될 경우에는, 숙신산염을 함유하는 침전물의 농도가 약 10 내지 30 중량%가 될 때 발효를 중단한 후에, 디캔터(decanter), 필터, 혹은 원심분리기를 이용하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물을 제1 상등액과 분리한 후 회수하여 추후 숙신산 결정 형성 영역으로 이송한다. 한편, 균주에 의한 발효 중에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성하는 공정이 연속발효 형태로 수행될 경우에는, 발효조 후단에 디캔터, 필터, 혹은 원심분리기를 이용하여 생성된 숙신산염을 함유하는 침전물을 제1 상등액과 분리한 후 회수하여 추후 숙신산 결정 영역으로 이송한다. For example, when the step of forming a precipitate containing succinate by adding a base during fermentation by the strain is carried out in the form of Batch, Fed-batch, the concentration of the precipitate containing succinate is about 10 to After stopping the fermentation at 30% by weight, the precipitate containing the succinate produced using a decanter, filter, or centrifuge is separated from the first supernatant, recovered and later transferred to the succinic acid crystal forming region. do. On the other hand, when the step of forming a precipitate containing succinate by adding a base during the fermentation by the strain is carried out in a continuous fermentation form, the succinate is produced in the rear end of the fermenter using a decanter, a filter, or a centrifuge The precipitate is separated from the first supernatant, recovered and then transferred to the succinic acid crystal region.

이때, 이용되었던 균주(20)는 제1 상등액(50) 내에는 균주가 부유하고 있어 숙신산염을 함유하는 침전물(60)과 용이하게 분리될 수 있다. 이렇게 균주를 포함하는 제1 상등액(50)은 회수되어 발효액 형성시 재사용될 수 있다. In this case, the used strain 20 may be easily separated from the precipitate 60 containing the succinate because the strain is suspended in the first supernatant 50. As such, the first supernatant 50 containing the strain may be recovered and reused when the fermentation broth is formed.

다만, 분리된 제1 상등액(50)을 회수하여 재사용할 때, 상기 제1 상등액 내 불순물의 농도가 균주 발효에 저해되는 수준이 될 경우에는, 퍼지(purge) 공정을 통해 상기 제1 상등액 내 불순물의 농도를 일정 수치 이하로 감소시킨 후에 재사용하는 것이 적절하다. However, when the separated first supernatant 50 is recovered and reused, when the concentration of impurities in the first supernatant reaches a level that inhibits the strain fermentation, the impurities in the first supernatant are purged through a purge process. It is appropriate to reuse after reducing the concentration to below a certain level.

구체적으로, 분리된 제1 상등액 내 불순물의 농도가 약 1 중량% 초과 범위, 바람직하게는 1 중량% 내지 2 중량% 범위 정도로 균주 발효에 저해되는 수준이 되는 경우에는, 상기 제1 상등액(50)을 발효액 형성에 바로 이용하기 보다는 퍼지(purge) 영역(Ⅳ)으로 이송하여 상기 제1 상등액의 일부를 버리고 버린 양만큼의 물을 더 첨가하여 제1 상등액 내 불순물의 농도를 1 중량% 이하로 감소시킨 후에, 발효액의 형성 시 재사용하는 것이 적절하다. Specifically, when the concentration of impurities in the separated first supernatant is at a level inhibited by strain fermentation in the range of about 1 wt% or more, preferably 1 wt% to 2 wt%, the first supernatant 50 Is added directly to the purge zone (IV) rather than directly used to form the fermentation broth, and the amount of water is discarded and the amount of impurities in the first supernatant is reduced to 1 wt% or less. After making it suitable for reuse in the formation of fermentation broth.

Ⅱ. 산성수용액 첨가에 의한 결정상태의 숙신산 형성II. Formation of succinic acid in crystalline state by addition of acidic aqueous solution

상술한 방법들에 의해서 수득된 숙신산염을 함유하는 침전물(60)은, 도 1 내지 3에 도시된 바와 같이, 숙신산 결정 형성 영역(Ⅱ)으로 이송되고, 여기에 염산수용액 및/또는 질산수용액(70)이 공급(첨가)됨으로써, 상기 숙신산염을 함유하는 침전물(60) 내 숙신산염이 염산수용액 및/또는 질산수용액과 반응하여 반응 생성물로서 숙신산을 생성하고, 부산물로서 염화칼슘 및/또는 질산칼슘을 생성한다. 또한, 숙신산염과 함께 침전물에 함유되어 있던 음이온에 의해 유도된 염들과 기타 유기산에 의해 유도되는 염은, 예컨대 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘, 칼슘유기산염 등이 염산수용액 및/또는 질산수용액과 반응하여 황산, 인산, 탄산, 기타 유기 산 등과 같은 불순물을 생성한다. The precipitate 60 containing the succinate obtained by the above-mentioned methods is transferred to the succinic acid crystal forming region (II), as shown in Figs. 1 to 3, into which an aqueous hydrochloric acid solution and / or an aqueous nitric acid solution ( 70) is fed (added) so that the succinate in the precipitate 60 containing the succinate reacts with aqueous hydrochloric acid solution and / or aqueous nitric acid solution to produce succinic acid as a reaction product, and calcium chloride and / or calcium nitrate as by-products. Create In addition, salts induced by anions contained in the precipitate together with succinate salts and salts derived from other organic acids include, for example, calcium sulfate, calcium phosphate, calcium carbonate, calcium organic acid salts, and / or aqueous solution of nitric acid. The reaction produces impurities such as sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid, and other organic acids.

다만, 생성되는 숙신산(90)은 상기 부산물(염화칼슘 및/또는 질산칼슘)이나, 상기 불순물에 비해 용해도가 상대적으로 낮기 때문에 침전된다. 반면, 용해도가 상대적으로 높은 부산물 또는 불순물은 상등액(이하, '제2 상등액'이라 함)(80)에 용해되어 제2 상등액 내에 함유된다. 예들 들어, 칼슘숙신산염을 함유하는 침전물(60)에 염산수용액(70)이 첨가되면, 침전물 내 칼슘숙신산염이 염산수용액과 반응하여 반응 생성물인 숙신산과 더불어 부산물인 염화칼슘을 생성하고, 또한 침전물 내 음이온에 의해 유도된 염과 기타 유기산에 의해 유도되는 염이 염산수용액과 반응하여 황산, 인산, 탄산과 기타 유기산 등의 불순물을 생성한다. 이때, 생성되는 숙신산(용해도: 약 78 g/l)은 부산물인 염화칼슘(용해도: 약 745 g/l)이나 불순물에 비해 상대적으로 용해도가 낮기 때문에, 숙신산은 제2 상등액에 용해되지 않고 침전되는 반면, 염화칼슘이나 불순물은 제2 상등액에 용해되어 제2 상등액 내에 존재한다.However, the succinic acid 90 produced is precipitated because of its relatively low solubility as compared to the by-products (calcium chloride and / or calcium nitrate) or the impurities. On the other hand, by-products or impurities having relatively high solubility are dissolved in the supernatant (hereinafter referred to as 'second supernatant') 80 and contained in the second supernatant. For example, when an aqueous hydrochloric acid solution 70 is added to the precipitate 60 containing calcium succinate, the calcium succinate in the precipitate reacts with the aqueous hydrochloric acid solution to produce a byproduct calcium chloride along with the reaction product succinic acid, and also in the precipitate. Salts derived from anions and salts derived from other organic acids react with aqueous hydrochloric acid to produce impurities such as sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid and other organic acids. At this time, the resulting succinic acid (solubility: about 78 g / l) is relatively low solubility compared to by-product calcium chloride (solubility: about 745 g / l) or impurities, succinic acid is precipitated without dissolving in the second supernatant, Calcium chloride or impurities are dissolved in the second supernatant and present in the second supernatant.

이와 같이 숙신산염을 함유하는 침전물(60)에 염산수용액 및/또는 질산수용액(70)을 첨가하게 되면, 종래 황산수용액을 이용하는 경우와 달리, 숙신산과 함께 숙신산에 비해 상대적으로 용해도가 높은 염화칼슘 및/또는 질산칼슘이 형성되기 때문에, 오직 숙신산만을 용이하게 결정상태로 얻을 수 있다. 따라서, 종래 황산수용액을 이용하는 경우와 달리, 숙신산을 분리하기 위해 물 증발을 통해 결정 상태의 숙신산을 수득하는 공정이 추가적으로 필요하지 않고, 단지 필터와 같은 저비용의 여과장치를 이용하여 결정상태의 숙신산을 얻을 수 있다.As such, when the aqueous hydrochloric acid solution and / or the aqueous nitric acid solution 70 is added to the precipitate 60 containing the succinic acid salt, calcium chloride and / or have a higher solubility than succinic acid together with succinic acid. Or since calcium nitrate is formed, only succinic acid can be easily obtained in the crystalline state. Therefore, unlike the case of using a conventional aqueous sulfuric acid solution, in order to separate the succinic acid, there is no need for additionally obtaining a succinic acid in crystalline state through water evaporation, and only using a low-cost filtration device such as a filter to obtain succinic acid in the crystalline state. You can get it.

본 발명의 경우, 상기 숙신산염을 함유하는 침전물(60)과 상기 염산수용액(및/또는 질산수용액)(70)은 상기 숙신산염 침전물을 숙신산 결정으로 치환시킬 수 있는 비율로 혼합되는 것이 적절하다. 만약, 염산수용액(및/또는 질산수용액)의 사용 비율이 너무 적다면, 숙신산으로의 치환이 완전히 일어나지 않을 수 있고, 염산수용액(및/또는 질산수용액)의 사용 비율이 너무 많다면, 제2 상등액에 염산(및/또는 질산)이 잔류하여 제2 상등액의 재활용에 추가적인 비용이 발생하게 된다. 따라서, 상기 숙신산염을 함유하는 침전물과 염산수용액 및 질산수용액에서 적어도 하나의 산성수용액은 숙신산염을 함유하는 침전물 내 숙신산염(a) : 산성수용액 내 산 (b) = 1 : 1 ~ 1 : 5 몰 당량의 비율로 사용되는 것이 바람직하다. In the present invention, the succinate-containing precipitate 60 and the aqueous hydrochloric acid solution (and / or nitric acid solution) 70 are suitably mixed in such a ratio that the succinate precipitate can be replaced with succinic acid crystals. If the use ratio of aqueous hydrochloric acid solution (and / or nitric acid solution) is too small, the substitution with succinic acid may not occur completely, and if the use ratio of aqueous hydrochloric acid solution (and / or nitric acid solution) is too high, the second supernatant Hydrochloric acid (and / or nitric acid) remains in the process, resulting in additional costs for recycling the second supernatant. Therefore, at least one acidic solution in the precipitate containing succinate, aqueous solution of hydrochloric acid and aqueous solution of nitric acid is succinate in the precipitate containing succinate (a): acid (b) in acidic aqueous solution = 1: 1-1: 5 Preference is given to using in molar equivalents.

또한, 본 발명에서는, 추후 제2 상등액에 용해되어 손실되는 숙신산의 양이 최소가 되도록 하면서 또한 숙신산 결정 내 불순물을 최소로 하기 위해서 적절한 농도의 염산수용액 및/또는 질산수용액을 사용하는 것이 중요하다. 예를 들어, 과도하게 묽은 염산 수용액 및/또는 질산 수용액을 사용하게 되면, 상등액에 용해되어 손실되는 숙신산의 양이 늘어나서 분리 수율이 낮아진다. 반면, 과도하게 진한 염산 수용액 및/또는 질산 수용액을 사용하는 경우에는, 불순물(특히, 염화칼슘 및/또는 질산칼슘)이 숙신산 결정 내에 포함되어 최종 숙신산의 품질을 떨어뜨릴 수 있을 수 있을 뿐 아니라 반응물의 유동성을 저해시킬 수도 있다. 그래서, 본 발명에서는 농도가 약 10 내지 40 중량%, 바람직하게는 약 20 내지 35 중량%인 염산 수용액을 사용하고/사용하거나, 농도가 약 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 약 30 내지 60 중량%인 질산 수용액을 사용하였다.Further, in the present invention, it is important to use an aqueous solution of hydrochloric acid and / or an aqueous solution of nitric acid in order to minimize the amount of succinic acid dissolved and lost in the second supernatant later and to minimize impurities in the succinic acid crystals. For example, when an excessively diluted aqueous hydrochloric acid solution and / or an aqueous nitric acid solution is used, the amount of succinic acid dissolved and lost in the supernatant is increased to lower the separation yield. On the other hand, when using excessively concentrated aqueous hydrochloric acid and / or aqueous nitric acid solution, impurities (particularly calcium chloride and / or calcium nitrate) may be included in the succinic acid crystals to reduce the quality of the final succinic acid as well as the reaction product. It may also impair fluidity. Thus, in the present invention, an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of about 10 to 40% by weight, preferably about 20 to 35% by weight is used, and / or the concentration is about 20 to 70% by weight, preferably about 30 to 60% by weight. A nitric acid aqueous solution of% was used.

이러한 염산 수용액 및 질산 수용액 중 적어도 어느 하나의 산성 수용액(70)은 상온 또는 약 50 ~ 100 ℃의 고온하에서 숙신산염을 함유하는 침전물(60)에 첨가되는 것이 적절하다.The acidic aqueous solution 70 of at least one of the aqueous hydrochloric acid solution and nitric acid solution is suitably added to the precipitate 60 containing the succinate salt at room temperature or at a high temperature of about 50 to 100 ° C.

한편, 숙신산염을 함유하는 침전물(60)과 염산수용액 및/또는 질산수용액(70)의 반응 결과, 결정상태의 숙신산(90)과 더불어 생성되는 제2 상등액(80)은 결정상태의 숙신산과 분리된 후에, 선택적으로 고온에서의 수화반응을 통해 산(70) 및 염기(40)를 분리 및 회수하여 재사용할 수 있다. 구체적으로, 수화반응 영역(Ⅴ)에서 결정상태의 숙신산과 분리된 제2 상등액(80)을 약 400 내지 800 ℃ 범위, 바람직하게는 약 400 내지 600 ℃ 범위의 온도 하에서, 제2 상등액 내 함유되어 있는 염, 예컨대 염화칼슘 또는 질산칼슘이 염산 또는 질산(70)과 수산화칼슘과 같은 염기(40)로 전환될 수 있다. 이때, 생성된 염산 또는 질산(70)은 회수되어 결정 상태의 숙신산을 생성하는 공정(Ⅱ)에서 재사용될 수 있고, 한편 생성된 수산화칼슘과 같은 염기(40)는 회수되어 상기 숙신산염을 함유하는 침전물을 생성하는 공정(Ⅰ)에서 재사용될 수 있다. 다만, 분리된 제2 상등액 내 함유된 염화칼슘이나 질산칼슘은 그 자체로 회수하여 사용될 수도 있다.On the other hand, as a result of the reaction of the precipitate 60 containing the succinate and the aqueous hydrochloric acid solution and / or the aqueous nitric acid solution 70, the second supernatant 80 formed together with the succinic acid 90 in the crystalline state is separated from the succinic acid in the crystalline state. Afterwards, the acid 70 and base 40 may be separated, recovered and reused, optionally via a hydration reaction at high temperature. Specifically, the second supernatant 80 separated from the succinic acid in the crystalline state in the hydration reaction zone (V) is contained in the second supernatant at a temperature in the range of about 400 to 800 ° C., preferably about 400 to 600 ° C. Salts, such as calcium chloride or calcium nitrate, may be converted to hydrochloric acid or base 40 such as nitric acid 70 and calcium hydroxide. At this time, the generated hydrochloric acid or nitric acid 70 can be recovered and reused in the step (II) of producing succinic acid in a crystalline state, while the base 40 such as calcium hydroxide produced is recovered to contain the succinate-containing precipitate. It can be reused in the process (I) to produce a. However, calcium chloride or calcium nitrate contained in the separated second supernatant may be recovered and used by itself.

Ⅲ. 고순도의 숙신산 형성III. High purity succinic acid formation

한편, 본 발명에서는 선택적으로 상기 결정상태의 숙신산(90)을 세척영역(Ⅲ)에서 포화 숙신산 수용액(100) (pH 약 2.5, 7 % 숙신산 수용액)을 이용하여 세 척할 수 있다. 이로써, 결정상태의 숙신산(90)에 묻어있던 미량의 불순물(CaCl2, CaCO3, CaSO4 등)이 제거되어 보다 품질이 향상된 결정상태의 숙신산(120)을 얻을 수 있다. 이후, 선택적으로 결정상태의 숙신산에 묻어있던 불순물이 포함된 포화 숙신산 수용액(110)을 이온교환수지영역(Ⅵ)으로 이송한 후, 이온교환수지를 이용하여 상기 포화 숙신산 수용액을 정제할 수 있다. 또한, 정제된 포화 숙신산 수용액(100)을 회수하여 세척영역(Ⅲ)에서 다시 사용할 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the succinic acid 90 in the crystalline state may be selectively washed in the washing region (III) using a saturated aqueous succinic acid solution 100 (pH about 2.5, 7% succinic acid solution). As a result, a small amount of impurities (CaCl 2 , CaCO 3 , CaSO 4, etc.) buried in the succinic acid 90 in the crystalline state may be removed, thereby obtaining succinic acid 120 having a more improved quality. Thereafter, the saturated succinic acid solution 110 containing impurities contained in the succinic acid in the crystal state may be selectively transferred to the ion exchange resin region (VI), and then the saturated aqueous succinic acid solution may be purified using an ion exchange resin. In addition, the purified saturated succinic acid solution 100 may be recovered and used again in the washing region (III).

전술한 바와 같은 방법에 의해 고효율 및 저비용으로 분리·정제된 숙신산은 현재 이용되고 있는 식품, 의약품 및 화장품 산업뿐만 아니라, BDO (1,4-butanediol), THF (tetrahydrofuran), GBL (gamma-butyrolactone), NMP (n-methylpyrrolidone) 등과 같은 C4 범용 제품의 생산을 위한 원료로서도 이용될 수 있고, 그 외 다양한 분야에서 이용될 수 있다.Succinic acid isolated and purified at high efficiency and low cost by the method described above is not only used in the food, pharmaceutical and cosmetic industries currently used, but also BDO (1,4-butanediol), THF (tetrahydrofuran) and GBL (gamma-butyrolactone) , NMP (n-methylpyrrolidone) and the like can be used as a raw material for the production of C4 general-purpose products, it can be used in various other fields.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, an Example is for illustrating this invention and is not limited only to these.

[[ 실시예Example 1] One]

[실시예 1-1] - 숙신산염을 함유하는 침전물의 형성Example 1-1 Formation of Precipitate Containing Succinate

숙신산이 발현된 발효액(발효액 내 숙신산의 농도: 79.2 g/l)을, 원심분리기(12,000 rpm, 10 분)를 이용하여 균주를 제거하였다. 이후, 균주가 제거된 발효 액 300 ㎖를 교반하면서 80 ℃의 온도로 가열하여 발효액에서 탄산이온을 제거하였다.The succinic acid-expressing fermentation broth (concentration of succinic acid in the fermentation broth: 79.2 g / l) was removed using a centrifuge (12,000 rpm, 10 minutes). Thereafter, 300 ml of the fermentation broth from which the strain was removed was heated to a temperature of 80 ° C. while stirring to remove carbonate ions from the fermentation broth.

탄산이온이 제거된 발효액 300 ㎖에, 발효액의 pH가 약 7.0이 되도록 교반 상태에서 수산화칼슘(Ca(OH)2) 16.24 g을 첨가한 후, 이를 상온에서 냉각시키고, 필터(0.6 ㎛)를 이용하여 여과한 결과, 침전물과 상등액을 얻었다. To 300 ml of the fermentation broth from which the carbonate was removed, 16.24 g of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) was added under stirring to bring the pH of the fermentation broth to about 7.0, which was then cooled to room temperature, using a filter (0.6 μm). Filtration resulted in a precipitate and a supernatant.

여기서, 수득된 상등액 내 칼슘숙신산염의 농도를 HPLC(LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU)로 분석한 결과, 상등액 내 칼슘숙신산염의 농도가 약 11 g/l이었다. 이는 약 88 중량%의 숙신산이 칼슘숙신산염의 형태로 침전되었다는 것을 의미한다. Here, the concentration of calcium succinate in the supernatant was analyzed by HPLC (LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU), and the concentration of calcium succinate in the supernatant was about 11 g / l. This means that about 88% by weight of succinic acid was precipitated in the form of calcium succinate.

[실험예 1]Experimental Example 1

본 발명에 따라 수득된 숙신산염을 함유하는 침전물의 순도를 확인하기 위하여, 실시예 1-1에서 수득된 침전물과 상등액을 사용하여 하기와 같은 분석을 수행하였다.In order to confirm the purity of the precipitate containing succinate obtained according to the present invention, the following analysis was performed using the precipitate obtained in Example 1-1 and the supernatant.

1) 유기산 분석 1) Organic Acid Analysis

HPLC(LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU)를 이용하여, 수산화칼슘 첨가 전의 발효액과 수산화칼슘 첨가 후에 얻은 침전물과 상등액 내에 각각 함유되어 있는 유기산을 분석하였다. 이 때, 상등액 1 ml 및 침전물 1 g을 각각 100 배 희석한 후 이를 분석하였으며, 분석 결과를 하기 표 1에 나 타내었다. HPLC (LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU) was used to analyze the fermentation broth before calcium hydroxide addition and the precipitates obtained after calcium hydroxide addition and the organic acids contained in the supernatant, respectively. At this time, 1 ml of the supernatant and 1 g of the precipitate were diluted 100-fold and analyzed, respectively, and the analysis results are shown in Table 1 below.

성분ingredient 수산화칼슘 첨가 전 발효액 (중량%)a Fermentation broth before adding calcium hydroxide (% by weight) a 수산화칼슘 첨가 후After adding calcium hydroxide 상등액 (중량%)a Supernatant (% by weight) a 침전물 (중량%)a Sediment (wt%) a 숙신산(염)Succinic acid (salt) 99.1899.18 96.0096.00 99.8699.86 피루브산(염)Pyruvic acid (salt) 0.440.44 3.253.25 0.030.03 시트르산(염)Citric Acid (salt) 0.350.35 0.570.57 0.100.10 옥살아세트산(염)Oxalic acid (salt) 0.030.03 0.180.18 0.020.02 (a : 전체 건조중량에 대한 각 성분의 중량%)( a : weight% of each component with respect to the total dry weight)

상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 수산화칼슘을 첨가한 후 생성된 침전물 중 칼슘숙신산염이 차지하는 비율이 상등액 중 칼슘숙신산염이 차지하는 비율에 비해 더 높았다. 따라서, 숙신산이 발현된 발효액에 수산화칼슘과 같은 염기를 첨가하면, 기타 유기산 유도 침전염에 비해 숙신산염을 선택적으로 침전시킬 수 있음을 알 수 있었다.As can be seen in Table 1, the ratio of calcium succinate in the precipitate formed after adding calcium hydroxide was higher than the ratio of calcium succinate in the supernatant. Therefore, it was found that the addition of a base such as calcium hydroxide to the fermentation broth expressing succinic acid can selectively precipitate the succinic acid salt as compared to other organic acid induced precipitation salts.

2) 이온 분석 2) ion analysis

ICP (720-ES. Varian), 및 AA (AAnalyst 300, PERKIN ELMER)를 이용하여 실시예 1-1에서 얻은 침전물 및 상등액 내에 함유되어 있는 이온을 각각 분석하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 이때, 상등액 1 ㎖을 1,000 배 희석하고, 침전물 1 g을 10,000 배 희석한 후 이를 분석하였다.ICP (720-ES. Varian), and AA (AAnalyst 300, PERKIN ELMER) was used to analyze the ions contained in the precipitate and the supernatant obtained in Example 1-1, respectively, and the results are shown in Table 2 below. . At this time, 1 ml of the supernatant was diluted 1,000-fold, and 1 g of the precipitate was diluted 10,000-fold and analyzed.

이온성분Ionic component 상등액 내 함유율 (%)Content in Supernatant (%) 침전물 내 함유율 (%)Content in Sediment (%) PP 7.87.8 92.292.2 SS 35.235.2 64.864.8 NaNa 86.186.1 13.913.9 KK 89.489.4 10.610.6 MgMg 83.583.5 16.516.5 CaCa 9.59.5 90.590.5

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, pH가 7이 되도록 염기량을 조절했을 때, 양이온(K+, Mg+, Na+)은 주로 상등액 상에 존재하는 반면, 음이온(CO3 2 -, PO4 -, SO4 2-)은 수산화칼슘과 반응하여 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘의 형태로 상당량이 침전물에 포함되어 있음을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 2, when the pH is to adjust the salt amount to be 7, the cation (K +, Mg +, Na +), while mainly present in the supernatant, anions (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2-) was confirmed that it is included in the colored precipitate in the form of calcium sulfate, calcium phosphate, calcium carbonate reacts with calcium hydroxide.

[실험예 2]Experimental Example 2

본 발명에 따라 숙신산이 발현된 발효액에 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 형성할 경우, 염기의 첨가량 변화에 따른 영향을 확인하기 위하여 숙신산염을 함유하는 침전물의 생성 여부를 관찰하였다. 이와 더불어, 생성된 상등액 내 숙신산염의 농도를 HPLC를 이용하여 측정하였고, 침전물과 상등액 내 함유된 각각의 이온 비율을 IPC 및 AA를 이용하여 분석하였다.According to the present invention, when a base was added to a fermentation broth expressing succinic acid to form a precipitate containing succinate, it was observed whether or not a precipitate containing succinate was formed in order to confirm the effect of the addition amount of the base. In addition, the concentration of succinate in the resulting supernatant was measured using HPLC, and the ratio of each ion contained in the precipitate and the supernatant was analyzed using IPC and AA.

이때, 탄산이온이 제거된 발효액 300 ㎖에, 발효액의 pH가 4.1, 5.0, 6.3, 및 7.0이 되도록 수산화칼슘을 첨가하는 것 이외에는 실시예 1-1과 동일하게 수행하여 침전물과 상등액을 얻었다. At this time, the precipitate and the supernatant were obtained in the same manner as in Example 1-1 except that calcium hydroxide was added to 300 ml of the fermentation broth from which the carbonate was removed so that the pH of the fermentation broth was 4.1, 5.0, 6.3, and 7.0.

1) 관찰 결과, 발효액의 pH가 4.1이 되도록 수산화칼슘을 첨가한 경우에는, 침전물을 관찰할 수 없었다. 반면, 발효액의 pH가 5.0 이상이 되도록 수산화칼슘을 첨가한 경우에는 침전물을 관찰할 수 있었다. 이로써, 본 발명에서는 발효액의 pH가 4.1 초과 ~ 7.0 이하 범위가 되도록, 염기를 숙신산이 발현된 발효액에 첨가하는 것이 적절함을 알 수 있었다.1) As a result of the observation, when calcium hydroxide was added so that the pH of the fermentation broth was 4.1, no precipitate could be observed. On the other hand, when calcium hydroxide was added so that the pH of the fermentation broth was 5.0 or more, a precipitate could be observed. Thus, in the present invention, it was found that it is appropriate to add the base to the fermentation broth expressed succinic acid so that the pH of the fermentation broth is in the range of more than 4.1 to 7.0 or less.

2) 또, 수득된 각각의 상등액 내 숙신산염의 농도를 HPLC로 분석한 결과, 발효액의 pH가 5.0이 되도록 염기를 첨가하여 얻은 상등액은 숙신산염을 약 30 g/l 의 농도로 함유하고 있었고, 발효액의 pH가 6.3이 되도록 염기를 첨가하여 얻은 상등액은 숙신산염을 약 17 g/l 의 농도로 함유하고 있었으며, 발효액의 pH가 7.0이 되도록 염기를 첨가하여 얻은 상등액은 숙신산염을 약 11 g/l 의 농도로 함유하고 있었다.2) As a result of analyzing the concentration of succinate in each supernatant obtained by HPLC, the supernatant obtained by adding a base such that the pH of the fermentation broth was 5.0 contained succinate at a concentration of about 30 g / l. The supernatant obtained by adding a base to the pH of 6.3 contained succinate at a concentration of about 17 g / l, and the supernatant obtained by adding a base such that the pH of the fermentation broth was 7.0 was about 11 g / l. It was contained at the concentration of.

3) 또, ICP 및 AA를 이용하여 각각의 침전물 및 상등액 내 함유된 이온 비율을 분석한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.3) In addition, the results of analyzing the ratio of ions contained in each precipitate and the supernatant using ICP and AA are shown in Table 3 below.

상등액 내에 포함된 이온들의 함량 비율 (%)% Content of ions in the supernatant pH 5.0pH 5.0 pH 6.3pH 6.3 pH 7.0pH 7.0 PP 84.684.6 20.720.7 7.87.8 SS 58.258.2 44.144.1 35.235.2 NaNa 84.084.0 82.882.8 86.186.1 KK 84.284.2 83.483.4 89.489.4 MgMg 83.883.8 80.980.9 83.583.5 CaCa 43.943.9 25.125.1 9.59.5

상기 표 3에서 알 수 있는 바와 같이, 염기의 첨가량에 의해 발효액의 pH를 조절했을 때, 양이온 (K+, Mg+, Na+)은 발효액의 pH에 상관없이 주로 상등액 상에 존재하는 반면, 음이온(CO3 2 -, PO4 -, SO4 2-)은 pH가 증가할수록 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘의 형태로 침전물에 포함되는 비율이 증가하였다. 이러한 결과로부터, 숙신산이 발현된 발효액에 수산화칼슘과 같은 염기를 첨가하여 숙신산염의 침전물을 형성할 때, 발효액의 pH가 낮을수록 숙신산염 침전물을 음이온에 의해 유도된 염의 침전물에 비해 보다 선택적으로 침전시킬 수 있다는 것을 알 수 있었다.As can be seen in Table 3, when the pH of the fermentation broth is adjusted by the amount of base added, the cation (K + , Mg + , Na + ) is mainly present in the supernatant regardless of the pH of the fermentation broth, while (CO 3 2 -, PO 4 -, SO 4 2-) increased the rate at which increasing pH contained in the precipitate in the form of calcium sulfate, calcium phosphate, calcium carbonate. From these results, when a base such as calcium hydroxide is added to the fermentation broth to which succinic acid is expressed to form a succinate precipitate, the lower the pH of the fermentation broth, the more succinate precipitate can be precipitated more selectively than the anion-induced salt precipitate. I knew it was.

[실시예 1-2] [Example 1-2]

상기 실시예 1-1에서 얻은 침전물 12 g에, 35 %의 염산수용액 1 당량(16.0 g)과 증류수 10.4 ㎖를 첨가한 후 교반하여 침전물과 염산수용액을 반응시켰다. 반응 후 얻은 침전물과 상등액을 필터(0.6 ㎛)를 이용하여 침전물과 상등액을 분리하여 얻었다.To 12 g of the precipitate obtained in Example 1-1, 1 equivalent (16.0 g) of 35% aqueous hydrochloric acid solution and 10.4 ml of distilled water were added, followed by stirring to react the precipitate with aqueous hydrochloric acid solution. The precipitate and the supernatant obtained after the reaction were obtained by separating the precipitate and the supernatant using a filter (0.6 μm).

이때, 상기에서 얻은 상등액 상의 숙신산 농도를 HPLC로 분석한 결과, 숙신산의 농도가 약 26 g/l이었다. 이는 96 %의 숙신산이 침전물(침전숙신산염)으로부터 수득되었다는 것을 의미한다.At this time, the concentration of succinic acid in the supernatant obtained above was analyzed by HPLC, and the concentration of succinic acid was about 26 g / l. This means that 96% of succinic acid was obtained from the precipitate (precipitate succinate).

[실시예 2][Example 2]

상기 실시예 1-1에서 얻은 침전물 12 g에, 35%의 염산수용액 1 당량(16.0 g)과 증류수 10.4 ㎖ 대신에 35 %의 염산수용액 2 당량(32.0 g)을 첨가하는 것 이외에는, 실시예 1-2와 동일하게 수행하여 침전물과 상등액을 얻었다.Example 1-1, except that 1 equivalent (16.0 g) of 35% aqueous hydrochloric acid solution and 2 equivalents (32.0 g) of aqueous 35% hydrochloric acid solution were added instead of 10.4 mL of distilled water to 12 g of the precipitate obtained in Example 1-1. The precipitate and the supernatant were obtained in the same manner as in -2.

이때, 상기에서 얻은 상등액 상의 숙신산 농도를 HPLC로 분석한 결과, 숙신산의 농도가 약 26 g/l이었다. 이는 96 %의 숙신산이 침전물(침전숙신산염)으로부터 수득되었다는 것을 의미한다.At this time, the concentration of succinic acid in the supernatant obtained above was analyzed by HPLC, and the concentration of succinic acid was about 26 g / l. This means that 96% of succinic acid was obtained from the precipitate (precipitate succinate).

[실시예 3]Example 3

상기 실시예 1-1에서 얻은 침전물 12 g에, 35%의 염산수용액 1 당량(16.0 g)과 증류수 10.4 ㎖ 대신에 60 %의 질산수용액 1 당량(16.0 g)과 증류수 14.3 ㎖를 첨가하는 것 이외에는, 실시예 1-2와 동일하게 수행하여 침전물과 상등액을 얻었다.To 12 g of the precipitate obtained in Example 1-1, except that 1 equivalent (16.0 g) of 35% aqueous hydrochloric acid solution and 10.4 ml of distilled water were added 1 equivalent (16.0 g) of 60% nitric acid solution and 14.3 ml of distilled water. In the same manner as in Example 1-2, a precipitate and a supernatant were obtained.

이때, 상기에서 얻은 상등액 상의 숙신산 농도를 HPLC로 분석한 결과, 숙신산의 농도가 약 31 g/l이었다. 이는 95 %의 숙신산이 침전물(침전숙신산염)으로부터 수득되었다는 것을 의미한다.At this time, the concentration of succinic acid in the supernatant obtained above was analyzed by HPLC, and the concentration of succinic acid was about 31 g / l. This means that 95% of succinic acid was obtained from the precipitate (precipitate succinate).

[실험예 3][Experimental Example 3]

본 발명에 따라 수득되는 결정상태의 숙신산의 순도를 알아보기 위하여, 실시예 1-2, 2 및 3에서 제조된 침전물과 상등액을 사용하여 하기와 같은 분석을 수행하였다. In order to determine the purity of the succinic acid of the crystal state obtained according to the present invention, the following analysis was carried out using the precipitates prepared in Examples 1-2, 2 and 3 and the supernatant.

1) 유기산 분석 1) Organic Acid Analysis

HPLC(LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU)를 이용하여, 염산수용액 또는 질산수용액 첨가 전의 침전물과, 염산수용액 혹은 질산수용액 첨가 후에 얻은 침전물 및 상등액 내에 각각 함유되어 있는 유기산을 분석하였다. 이 때, 실시예 1-2, 2 및 3에 의해 얻은 각각의 상등액 1 ml 및 침전물 1 g을 각각 100 배 희석한 후 이를 분석하였으며, 분석 결과를 하기 표 1에 나타내었다. HPLC (LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU) was used to analyze precipitates before addition of aqueous hydrochloric acid solution or nitric acid solution, and precipitates obtained after addition of aqueous hydrochloric acid solution or nitric acid solution, and organic acids contained in the supernatant, respectively. At this time, 1 ml of each supernatant obtained by Examples 1-2, 2 and 3 and 1 g of precipitate were diluted 100-fold and analyzed, respectively, and the analysis results are shown in Table 1 below.

염산수용액 첨가 전의 침전물
(중량%) a
Sediment before adding hydrochloric acid
(Wt%) a
실시예 1-2Example 1-2 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3
상등액Supernatant 침전물precipitate 상등액Supernatant 침전물precipitate 상등액Supernatant 침전물precipitate 숙신산Suche mountain 99.8699.86 98.6398.63 99.9899.98 99.1799.17 99.9899.98 99.0299.02 99.9799.97 피루브산Pyruvic acid 0.030.03 0.220.22 0.0020.002 0.160.16 0.0020.002 0.150.15 0.0050.005 시트르산Citric acid 0.100.10 1.131.13 0.0100.010 0.650.65 0.0080.008 0.790.79 0.0110.011 옥살아세트산Oxal acetic acid 0.020.02 0.020.02 0.0070.007 0.020.02 0.0080.008 0.030.03 0.0090.009 (a : 전체 건조중량에 대한 각 성분의 중량%)( a : weight% of each component with respect to the total dry weight)

상기 표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 염산수용액 또는 질산수용액을 첨가하여 얻은 침전물 내 함유된 숙신산의 비율은, 상등액 내 함유된 숙신산의 비율에 비해 더 높았다. 이는 침전물과 염산수용액 혹은 질산수용액의 반응 후 침전물 속의 칼슘숙신염, 기타 유기산 유도염, 음이온 유도염(황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘)으로부터 숙신산, 기타 유기산, 음이온 유도산(황산, 인산, 탄산)이 얻어지는데, 이 중에서 숙신산 이외의 생성물들은 숙신산에 비해서 용해도가 커서 주로 수용액 상에 존재하기 때문이라 생각된다. 또한, 염화칼슘과 질산칼슘의 용해도는 각각 745 g/l와 1212 g/l로써 숙신산 용해도에 비해 매우 높으며, 나아가 숙신산의 이론 용해도가 약 78 g/l인 반면 염산수용액 또는 질산수용액 첨가 후 얻은 숙신산의 용해도는 각각 26 g/l와 31 g/l로 낮았다. 이는 일반적으로 pH가 낮아질 때 유기산이 비해리산 형태로 존재하려고 하며, 또한 단량체 유기산들이 수소결합으로 인해 유기산 단량체들이 서로 결합하면서 결정의 크기가 커지는 성질 때문이라 생각된다.As can be seen in Table 4, the ratio of succinic acid contained in the precipitate obtained by the addition of aqueous hydrochloric acid solution or aqueous nitric acid solution was higher than the ratio of succinic acid contained in the supernatant. It is derived from calcium succinate, other organic acid derivatives and anion derivatives (calcium sulphate, calcium phosphate, calcium carbonate) in the precipitate after the reaction of the precipitate with aqueous hydrochloric acid or aqueous nitric acid solution. ), Which is considered to be because the products other than succinic acid have solubility in comparison with succinic acid and mainly exist in aqueous solution. In addition, the solubility of calcium chloride and calcium nitrate was 745 g / l and 1212 g / l, respectively, which is very high compared to the succinic acid solubility. Furthermore, the theoretical solubility of succinic acid is about 78 g / l, Solubility was as low as 26 g / l and 31 g / l, respectively. This is because organic acids tend to exist in the form of non-lactic acid when pH is lowered in general, and it is thought that the organic acid monomers are bonded to each other due to hydrogen bonding of monomer organic acids, and thus the crystal size increases.

이로부터, 침전 숙신염에 염산수용액 또는 질산수용액을 첨가하여 침전 숙신산을 형성할 때, 기타 유기산에 비해 숙신산을 선택적으로 침전시킬 수 있음을 알 수 있었다.From this, it was found that when succinic acid was formed by adding an aqueous hydrochloric acid solution or an aqueous nitric acid solution to the precipitated succinate salt, succinic acid could be selectively precipitated compared to other organic acids.

2) 이온 분석 2) ion analysis

ICP(720-ES. Varian) 및 AA(AAnalyst 300, PERKIN ELMER)를 이용하여 실시예 1-2, 2 및 3에서 얻은 각각의 침전물 및 상등액 내에 함유되어 있는 이온을 분석하였고, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다. 이때, 각각의 상등액 1 ㎖을 1,000 배 희석하였고, 각각의 침전물 1 g을 10,000 배 희석한 후, 이를 분석하였다.ICP (720-ES. Varian) and AA (AAnalyst 300, PERKIN ELMER) were used to analyze the ions contained in the precipitates and supernatants obtained in Examples 1-2, 2 and 3, and the results are shown in the following table. 5 is shown. At this time, 1 ml of each supernatant was diluted 1,000-fold, and 1 g of each precipitate was diluted 10,000-fold and analyzed.

상등액 내에 포함된 이온들의 함량 비율 (%)% Content of ions in the supernatant 실시예 1-2(중량%)a Example 1-2 (% by weight) a 실시예 2(중량%)a Example 2 (% by weight) a 실시예 3(중량%)a Example 3 (% by weight) a PP 82.1982.19 89.0389.03 87.4587.45 SS 82.3182.31 84.7984.79 82.0582.05 NaNa 73.7573.75 78.9078.90 77.9277.92 KK 70.7970.79 87.8187.81 80.1380.13 MgMg 84.3884.38 97.2797.27 97.2097.20 CaCa 87.7287.72 90.1190.11 87.9287.92 (a : 전체 건조중량에 대한 각 성분의 중량%)( a : weight% of each component with respect to the total dry weight)

분석 결과, 실시예 1-2, 2 및 3에서 얻은 각각의 상등액 내에는 침전물 내 함유되어 있던 음이온에 의해 유도된 염(ex. 황산칼슘, 인산칼슘, 탄산칼슘)이 황산, 인산, 탄산으로 전환되어 다량 함유되어 있음을 알 수 있었다. As a result of the analysis, in each of the supernatants obtained in Examples 1-2, 2 and 3, salts (eg calcium sulfate, calcium phosphate, calcium carbonate) induced by anions contained in the precipitate were converted into sulfuric acid, phosphoric acid and carbonic acid. It was found that it contained a large amount.

이러한 결과로부터, 숙신산염을 함유하는 침전물에 염산수용액 또는 질산수용액을 첨가하여 결정상태의 숙신산을 형성할 때, 음이온에 의한 유도된 염이 전환되는 산들에 비해 숙신산이 선택적으로 침전될 수 있다는 것을 알 수 있었다.From these results, it can be seen that when succinic acid containing an aqueous solution of hydrochloric acid or nitric acid is added to the succinate-containing precipitate to form crystalline succinic acid, succinic acid may be selectively precipitated compared to acids to which salts induced by anions are converted. Could.

이로써, 본 발명의 숙신산 분리·정제방법은 종래의 숙신산 분리·정제방법과 달리, 필터와 같은 여과장치를 이용하여 숙신산 결정을 용이하게 얻을 수 있음을 확인할 수 있었다.Thus, the succinic acid separation and purification method of the present invention, unlike the conventional succinic acid separation and purification method, it was confirmed that the succinic acid crystals can be easily obtained by using a filter such as a filter.

[비교예 1]Comparative Example 1

상기 실시예 1-1에서 얻은 침전물 12 g에, 98 %의 황산수용액 1 당량(7.5g)과 증류수 20.8 ㎖를 첨가하는 것 이외에는, 실시예 1-2와 동일하게 수행하여 침전물과 상등액을 얻었다. A precipitate and a supernatant were obtained in the same manner as in Example 1-2, except that 1 equivalent (7.5 g) of 98% sulfuric acid aqueous solution and 20.8 ml of distilled water were added to 12 g of the precipitate obtained in Example 1-1.

실시예 1-2, 2 및 3에서 얻은 침전물 및 상등액의 경우, 숙신산이 침전물에 존재하고 염화칼슘이 상등액에 존재하여 숙신산을 분리시킬 수 있었던 것과 달리, 비교예 1에서 얻은 침전물 및 상등액의 경우, 숙신산과 함께 황산칼슘(용해도: 2.4 g/l)이 함께 침전되어 숙신산만을 분리시키기 어려웠다. 이로부터, 고농도의 황산수용액을 이용하는 경우에는 황산칼슘이 숙신산과 함께 침전되기 때문에, 숙신산을 선택적으로 분리하기 어렵다는 것을 알 수 있었다.In the case of the precipitates and supernatants obtained in Examples 1-2, 2 and 3, in contrast to the precipitates and supernatants obtained in Comparative Example 1, the succinic acid was present in the precipitate and calcium chloride was present in the supernatant to separate the succinic acid. Calcium sulfate (solubility: 2.4 g / l) was precipitated together and it was difficult to separate only succinic acid. From this, it was found that when a high concentration of sulfuric acid solution is used, calcium sulfate precipitates together with succinic acid, making it difficult to selectively separate succinic acid.

[실시예 4]Example 4

상기 실시예 2에서 얻은 침전물 6 g을 20 ㎖의 포화 숙신산 수용액(농도: 7 중량%)을 이용하여 세척하였다. 6 g of the precipitate obtained in Example 2 was washed with 20 ml of saturated succinic acid solution (concentration: 7% by weight).

[실험예 4][Experimental Example 4]

실시예 4에서 얻은 침전물 및 상등액 내 함유되어 있는 숙신산의 함유 정도를 알기 위하여, HPLC(LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU)를 이용하여, 포화 숙신산 수용액 세척 전의 침전물과, 포화 숙신산 수용액 세척 후에 얻은 침전물 및 상등액 내에 각각 함유되어 있는 유기산을 분석하였다. 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 이때, 상등액 1 ㎖ 및 침전물 1 g을 각각 100 배 희석한 후, 이를 분석하였다.In order to know the degree of succinic acid contained in the precipitate obtained in Example 4 and the supernatant, HPLC (LC-20AD Prominence Series With Standard Accessories, SHIMADZU) was used to wash the precipitate before the aqueous saturated succinic acid solution and the saturated aqueous succinic acid solution. The organic acid contained in each of the obtained precipitate and the supernatant was analyzed. The results are shown in Table 6 below. At this time, 1 ml of the supernatant and 1 g of the precipitate were diluted 100-fold and analyzed.

성분ingredient 세척 전의 침전물(중량%)a Precipitation before washing (% by weight) a 세척 후의 침전물Sediment after washing 상등액(중량%)a Supernatant (% by weight) a 침전물(중량%)a Sediment (wt%) a 숙신산Suche mountain 99.9899.98 99.96699.966 99.997799.9977 피루브산Pyruvic acid 0.0020.002 0.0030.003 0.00040.0004 시트르산Citric acid 0.0080.008 0.0010.001 0.00100.0010 옥살아세트산Oxal acetic acid 0.0080.008 0.0290.029 0.00070.0007 (a : 전체 건조중량에 대한 각 성분의 중량%)( a : weight% of each component with respect to the total dry weight)

상기 표 6에서 알 수 있는 바와 같이, 포화 숙신산 수용액을 이용하여 침전물을 세척함으로써, 침전물에 존재하던 미량의 유기산 불순물 및 염들이 제거되었음을 알 수 있었으며, 그 결과 99.998 %의 고순도 숙신산을 얻었음을 알 수 있었다.As can be seen in Table 6, by washing the precipitate using a saturated aqueous succinic acid solution, it was found that traces of organic acid impurities and salts present in the precipitate were removed, and as a result, high purity succinic acid of 99.998% was obtained. there was.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따라 발효액으로부터 숙신산을 분리·정제하는 공정도이다. 1 is a process chart for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth according to one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 다른 구체예에 따라 발효액으로부터 숙신산을 분리·정제하는 공정도이다.2 is a process chart for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth according to another embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 또 다른 구체예에 따라 발효액으로부터 숙신산을 분리·정제하는 공정도이다. 3 is a process chart for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

Ⅰ-1(a): 발효액 생성 영역, 1-1(b): 숙신산염 형성 영역,I-1 (a): fermentation broth production zone, 1-1 (b): succinate formation zone,

Ⅰ-2: 발효액 및 숙신산염 형성 영역,I-2: fermentation broth and succinate forming region,

Ⅱ: 숙신산 결정 형성 영역, Ⅲ: 세척 영역,II: succinic acid crystal forming region, III: washing region,

Ⅳ: 퍼지 영역, Ⅴ: 수화반응 영역, IV: purge zone, V: hydration zone,

Ⅵ: 이온교환수지 영역 10: 탄수화물, CO2, 영양분 등,Ⅵ: Ion exchange resin region 10: Carbohydrate, CO 2 , nutrients, etc.

20: 균주, 30: 숙신산이 발현된 발효액,20: strain, 30: fermentation broth expressing succinic acid,

40: 염기, 50: 제1 상등액,40: base, 50: first supernatant,

60: 숙신산염을 함유하는 침전물, 70: 염산(질산)수용액,60: precipitate containing succinate, 70: aqueous hydrochloric acid (nitric acid) solution,

80: 제2 상등액, 90: 결정상태의 숙신산,80: second supernatant, 90: succinic acid in crystalline state,

100: 포화숙신산 용액, 110: 불순물 함유 포화숙신산 용액,100: saturated succinic acid solution, 110: impurity-containing saturated succinic acid solution,

120: 고순도의 결정 숙신산120: high purity succinic acid

Claims (16)

균주를 이용하여 숙신산이 제조된 발효액으로부터 숙신산을 분리 및 정제하는 방법으로서, As a method for separating and purifying succinic acid from a fermentation broth prepared with succinic acid using a strain, 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액에, 염기를 첨가하여 숙신산염을 함유하는 침전물을 생성하는 단계; 및Generating a precipitate containing succinate by adding a base to a fermentation broth in which succinic acid is expressed or expressed using a strain; And 상기 숙신산염을 함유하는 침전물에, 염산수용액, 질산수용액 및 이들의 혼합액 중에서 선택된 산성 수용액을 첨가하여 결정상태의 숙신산을 생성하는 단계Generating an crystalline succinic acid by adding an acidic aqueous solution selected from aqueous hydrochloric acid, aqueous nitric acid and a mixture thereof to the precipitate containing succinate. 를 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.Succinic acid separation and purification method characterized in that it comprises a. 제1항에 있어서, 상기 염기의 첨가시 숙신산이 발현된 또는 발현되는 발효액의 pH가 4.5 내지 6.5 범위로 유지되는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법. The method of claim 1, wherein the pH of the fermentation broth expressed or expressed succinic acid is maintained in the range of 4.5 to 6.5 when the base is added. 제1항에 있어서, 상기 균주를 이용하여 숙신산이 발현된 또는 발현되고 있는 발효액의 형성은 batch 형태, fed-batch 형태, 또는 연속 형태로 수행되는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method of claim 1, wherein the succinic acid is expressed or expressed using the strain is characterized in that the succinic acid isolation and purification method characterized in that the batch form, fed-batch form, or in a continuous form. 제1항에 있어서, 상기 염기는 수산화칼슘(Ca(OH)2), 수산화마그네슘(Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 및 탄산마그네슘(MgCO3)으로 이루어진 군에서 선택된 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The succinic acid of claim 1, wherein the base is selected from the group consisting of calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ), magnesium hydroxide (Mg (OH) 2), calcium carbonate (CaCO 3 ) and magnesium carbonate (MgCO 3 ). Separation and Purification Methods. 제1항에 있어서, 상기 숙신산이 발현된 발효액에 염기의 첨가는 상온 또는 50 내지 100 ℃의 온도하에서 수행되는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method of claim 1, wherein the addition of the base to the succinic acid-expressed fermentation broth is characterized in that carried out at room temperature or a temperature of 50 to 100 ℃. 제1항에 있어서, 상기 숙신산이 발현된 발효액에 염기를 첨가하기 전에, According to claim 1, Before adding the base to the fermentation broth expressed succinic acid, 상기 숙신산이 발현된 발효액을 가열하거나 공기 또는 질소를 공급하여 상기 발효액 내에 함유된 탄산이온(CO3 2-)을 제거하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.Succinic acid separation and purification method characterized in that it further comprises the step of removing the carbonate (CO 3 2- ) contained in the fermentation broth by heating the fermentation broth expressing the succinic acid or by supplying air or nitrogen. 제6항에 있어서, 상기 발효액의 가열 온도는 50 내지 100 ℃인 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method of claim 6, wherein the heating temperature of the fermentation broth is characterized in that 50 to 100 ℃ succinic acid separation and purification method. 제1항에 있어서, 상기 숙신산염을 함유하는 침전물의 생성 단계에서 상기 숙신산염을 함유하는 침전물 이외에 수득되는 제1 상등액을 회수하여 상기 숙신산이 발현된 발효액의 형성시 재사용하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method of claim 1, wherein in the step of producing a succinate-containing precipitate, the first supernatant obtained in addition to the succinate-containing precipitate is recovered and reused in the formation of the fermentation broth expressing the succinic acid. Purification method. 제1항에 있어서, 상기 제1 상등액 내 불순물의 농도가 1 중량% 초과 범위인 경우에는, 제1 상등액 내 불순물의 농도를 1 중량% 이하 범위로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The succinic acid separation of claim 1, further comprising maintaining the concentration of impurities in the first supernatant in a range of 1 wt% or less when the concentration of the impurities in the first supernatant is greater than 1 wt%. And purification methods. 제1항에 있어서, 상기 염산 수용액의 농도는 10 내지 40 중량% 범위이고,According to claim 1, wherein the concentration of the hydrochloric acid aqueous solution is in the range of 10 to 40% by weight, 상기 질산 수용액의 농도는 20 내지 70 중량% 범위인 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.Succinic acid separation and purification method characterized in that the concentration of the aqueous nitric acid ranges from 20 to 70% by weight. 제1항에 있어서, 상기 숙신산염을 함유하는 첨전물 내 함유된 숙신산염(a)과 산성수용액 내 산(b)은 a : b = 1 : 1 ~ 1 : 5 몰 당량의 비율로 사용되는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method according to claim 1, wherein the succinate (a) contained in the succinate-containing succinate and the acid (b) in the acidic aqueous solution are used in a ratio of a: b = 1: 1 to 1: 5 molar equivalents. Characterized by succinic acid separation and purification method. 제1항에 있어서, 상기 산성 수용액의 첨가는 상온 또는 50 내지 100 ℃의 온도하에서 수행되는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The method of claim 1, wherein the addition of the acidic aqueous solution is carried out at room temperature or at a temperature of 50 to 100 ℃ succinic acid separation and purification method. 제1항에 있어서, 상기 결정상태의 숙신산 생성 단계에서 상기 결정상태의 숙신산과 더불어 생성되는 제2 상등액을 400 내지 800 ℃ 범위의 온도 하에서 산 및 염기를 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.According to claim 1, Succinic acid characterized in that it further comprises the step of producing an acid and a base at a temperature in the range of 400 to 800 ℃ the second supernatant produced in the crystalline succinic acid production step Separation and Purification Methods. 제13항에 있어서, 상기 생성된 염기를 회수하여 숙신산염을 함유하는 침전물의 생성시 재사용하고, The method of claim 13, wherein the generated base is recovered and reused in the production of a precipitate containing succinate, 상기 생성된 산을 회수하여 상기 결정상태의 숙신산 생성시 재사용하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.Succinic acid separation and purification method, characterized in that for recovering the generated acid and reuse when generating the succinic acid in the crystal state. 제1항에 있어서, 상기 결정상태의 숙신산 생성 단계 후, According to claim 1, After the succinic acid production step of the crystalline state, 상기 결정상태의 숙신산 생성 단계에서 생성된 결정상태의 숙신산을 포화 숙신산 수용액을 이용하여 세척하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.Succinic acid separation and purification method characterized in that it further comprises the step of washing the succinic acid of the crystalline state produced in the succinic acid production step using a saturated aqueous succinic acid solution. 제15항에 있어서, 상기 세척 단계에서 이용되었던 포화 숙신산 용액을 회수하여 이온교환수지로 정제한 후 정제된 포화 숙신산 용액을 세척 단계에서 재사용하는 것이 특징인 숙신산 분리 및 정제방법.The succinic acid separation and purification method according to claim 15, wherein the saturated succinic acid solution used in the washing step is recovered, purified by ion exchange resin, and the purified saturated succinic acid solution is reused in the washing step.
KR1020090041841A 2009-05-13 2009-05-13 Separation and Purification of Succinic Acid from Fermentation Broth KR101051582B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090041841A KR101051582B1 (en) 2009-05-13 2009-05-13 Separation and Purification of Succinic Acid from Fermentation Broth

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090041841A KR101051582B1 (en) 2009-05-13 2009-05-13 Separation and Purification of Succinic Acid from Fermentation Broth

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100122773A true KR20100122773A (en) 2010-11-23
KR101051582B1 KR101051582B1 (en) 2011-07-22

Family

ID=43407612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090041841A KR101051582B1 (en) 2009-05-13 2009-05-13 Separation and Purification of Succinic Acid from Fermentation Broth

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101051582B1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013025107A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
WO2013025106A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Purac Biochem B.V Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
WO2013025105A1 (en) 2011-08-16 2013-02-21 /Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
JP2014529595A (en) * 2011-08-16 2014-11-13 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from their magnesium salts by precipitation with hydrochloric acid, useful for fermentation broth treatment
KR20180094687A (en) * 2017-02-16 2018-08-24 에스케이이노베이션 주식회사 Method for recovering organic acid by using co-crystal
JP2020045349A (en) * 2011-08-16 2020-03-26 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from magnesium salts thereof through precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth processing

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55135593A (en) 1979-04-06 1980-10-22 Dainippon Ink & Chem Inc Preparation of dicarboxylic acid
ES2036188T3 (en) 1986-06-11 1993-05-16 Michigan Biotechnology Institute A PROCEDURE FOR THE PRODUCTION OF SUCCINIC ACID BY ANAEROBIC FERMENTATION.
JP5052234B2 (en) * 2006-07-19 2012-10-17 昭和電工株式会社 Method for producing succinic acid
KR20090066958A (en) * 2007-12-20 2009-06-24 한국과학기술원 Method for purifying succinic acid by crystallization of culture broth

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9376364B2 (en) 2011-08-16 2016-06-28 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
EA039483B1 (en) * 2011-08-16 2022-02-01 Пурак Биокем Б.В. Recovery of carboxylic acid from magnesium salts thereof by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
WO2013025107A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
KR20140051420A (en) * 2011-08-16 2014-04-30 푸락 바이오켐 비.브이. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
KR20140057607A (en) * 2011-08-16 2014-05-13 푸락 바이오켐 비.브이. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
CN103813977A (en) * 2011-08-16 2014-05-21 普拉克生化公司 Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
CN103813978A (en) * 2011-08-16 2014-05-21 普拉克生化公司 Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
KR20140064870A (en) * 2011-08-16 2014-05-28 푸락 바이오켐 비.브이. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
JP2014524254A (en) * 2011-08-16 2014-09-22 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from their magnesium salts by precipitation with hydrochloric acid, useful for fermentation broth treatment
JP2014529595A (en) * 2011-08-16 2014-11-13 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from their magnesium salts by precipitation with hydrochloric acid, useful for fermentation broth treatment
JP2014531408A (en) * 2011-08-16 2014-11-27 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from their magnesium salts by precipitation with hydrochloric acid, useful for fermentation broth treatment
US9061986B2 (en) 2011-08-16 2015-06-23 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
AU2012295627B2 (en) * 2011-08-16 2016-05-12 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
AU2012295625B2 (en) * 2011-08-16 2016-05-12 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
WO2013025105A1 (en) 2011-08-16 2013-02-21 /Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
EA027341B1 (en) * 2011-08-16 2017-07-31 Пурак Биокем Б.В. Recovery of carboxylic acid from its magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
WO2013025106A1 (en) * 2011-08-16 2013-02-21 Purac Biochem B.V Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
EA027269B1 (en) * 2011-08-16 2017-07-31 Пурак Биокем Б.В. Recovery of carboxylic acid from its magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
EA027342B1 (en) * 2011-08-16 2017-07-31 Пурак Биокем Б.В. Recovery of carboxylic acid from its magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
JP2018087196A (en) * 2011-08-16 2018-06-07 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth process
CN108148027A (en) * 2011-08-16 2018-06-12 普拉克生化公司 The method for recycling carboxylic acid from carboxylic acid magnesium salts by using hydrochloric acid precipitation available for fermentation liquor treatment
JP2018104433A (en) * 2011-08-16 2018-07-05 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
US10017446B2 (en) 2011-08-16 2018-07-10 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
US9550712B2 (en) 2011-08-16 2017-01-24 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
US10071948B2 (en) 2011-08-16 2018-09-11 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
US10508069B2 (en) 2011-08-16 2019-12-17 Purac Biochem B.V. Acid/salt separation
JP2020045349A (en) * 2011-08-16 2020-03-26 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acids from magnesium salts thereof through precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth processing
JP2020158517A (en) * 2011-08-16 2020-10-01 ピュラック バイオケム ビー. ブイ. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
EP3845487A1 (en) * 2011-08-16 2021-07-07 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
EP3845486A1 (en) * 2011-08-16 2021-07-07 Purac Biochem B.V. Recovery of carboxylic acid from their magnesium salts by precipitation using hydrochloric acid, useful for fermentation broth work-up
KR20180094687A (en) * 2017-02-16 2018-08-24 에스케이이노베이션 주식회사 Method for recovering organic acid by using co-crystal

Also Published As

Publication number Publication date
KR101051582B1 (en) 2011-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101543199B1 (en) Method for Production of L-Methionine and Related Products
EP0405707B1 (en) Fermentation and purification process for succinic acid
EP1005562B1 (en) Succinic acid production and purification
KR101051582B1 (en) Separation and Purification of Succinic Acid from Fermentation Broth
RU2460799C2 (en) Method of producing crystals of basic amino acid hydrochloride
JP5814946B2 (en) Method for producing succinic acid
US8034975B2 (en) Method of manufacturing succinic acid and ammonium succinate solutions
EP2681182B1 (en) Production of carboxylic acid and ammonium salts
KR20110099119A (en) Process for the preparation of a monovalent succinate salt
CN114031058A (en) Method for producing inositol and co-producing potassium dihydrogen phosphate by adopting corn steep liquor and inositol and potassium dihydrogen phosphate produced by method
CN111574358A (en) Preparation process of potassium diformate
US20160304912A1 (en) A process for preparing succinate ester
US20160304431A1 (en) A process for preparing succinic acid and succinate ester
US8927774B2 (en) Method for separating and purifying 1,4-diaminobutane from fermented solution
CN116675631A (en) Cyclic production method of D, L-methionine
US20060205937A1 (en) Method for producing organic acid salt
CN112321542A (en) Preparation method of DL-pantoic acid lactone
CN1183764A (en) Process for preparation of monosodium glutamate
CN117361587B (en) Method for recovering lithium chloride from lithium-containing waste acid water of chiral lactone
CN115894292A (en) Preparation method of L-Carlactonitrile
PL236607B1 (en) Method for separation of succinic acid from fermentation barrel
CN117361587A (en) Method for recovering lithium chloride from lithium-containing waste acid water of chiral lactone
WO1998054351A1 (en) A combined process for the production of lysine and its salts and of a further weak acid and a salt thereof
JP2011195517A (en) Method for producing methionine
JPH04226949A (en) Purification of glycine

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140612

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150601

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee